Поліетилен

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук

Поліетиле́н (-СН2–СН2-)n — є карбоцепним полімером аліфатичного органічного вуглеводня олефінового ряду етилену. Термопластичний насичений полімерний вуглеводень; твердий, безколірний, жирний на дотик матеріал. Він легший за воду, горить повільно синюватим полум'ям без кіптяви.

Якщо етилен нагріти до 150—200°С і піддати високому тиску, його молекули почнуть сполучатися одна з одною у великі молекули. Сполучення молекул відбувається за рахунок розриву в кожній з них подвійних зв'язків з утворенням одинарних й вивільненням двох одиниць валентності. Молекули поліетилену мають лінійну структуру. На кінцях полімерних молекул, зрозуміло, вільними валентності не залишаються, як це показано на схемі. Вони насичуються приєднанням до кінців молекул вільних атомів або радикалів, що утворюються при руйнуванні молекул етилену.

Будову молекул полімеру зображають звичайно скорочено структурою однієї елементарної ланки. Скорочена структурна формула поліетилену:

  • [ —CH2—CH2— ]n

Число n показує, скільки молекул мономеру сполучається в молекулу полімеру. Це число називають коефіцієнтом полімеризації.

Різні молекули даного полімеру складаються з різного числа молекул мономеру. Тому й молекулярні маси різних молекул даного полімеру різні. В галузі полімерних сполук молекулярна маса показує не масу кожної окремої молекули, а середню молекулярну масу. Молекулярна маса окремих молекул даного полімеру може значно відрізнятися від його середньої молекулярної маси.

Середня молекулярна маса полімеру може істотно змінюватися залежно від умов його одержання, а разом з тим змінюються і властивості полімеру.

Так, наприклад, коли етилен піддавати полімеризації під тиском 300 атм, то утворюється пластичний полімер з довжиною ланцюжків макромолекул до 1500—2000 елементарних ланок. Середня молекулярна маса такого поліетилену досягає 56 000 в. о. При тиску 1500 атм утворюється твердий поліетилен з довжиною ланцюжків макромолекул до 5000—6000 елементарних ланок і з середньою молекулярною масою понад 150 000 в. о.

Властивості[ред.ред. код]

Стійкий до дії води, не реагує з лугами будь-якої концентрації, з розчинами нейтральних, кислих і основних солей, органічними і неорганічними кислотами, навіть концентрованою сірчаною кислотою, але розкладається при дії 50%-ої азотної кислоти при кімнатній температурі і під впливом рідкого чи газоподібного хлору і фтору. При температурі вище 70°C він набухає та розчиняється у хлорованих і ароматичних вуглеводнях.

При кімнатній температурі не розчиняється і не набухає в жодному з відомих розчинників. При підвищеній температурі (80° C) розчинний в циклогексані і чотирихлористому вуглеці. Під високим тиском може бути розчинений в перегрітій до 180° C воді.

З часом, розкладається з утворенням поперечних міжланцюгових зв'язків, що призводить до підвищення крихкості на тлі невеликого збільшення міцності. Нестабілізований поліетилен на повітрі піддається термоокислювальній деструкції (термостарінню). Термостаріння поліетилену проходить за радикальним механізмом, супроводжується виділенням альдегідів, кетонів, перекису водню та ін

Застосування[ред.ред. код]

Поліетилен є найдешевшим матеріалом із групи поліолефінів. Його обсяг у загальному виробництві поліолефінів становить 75-78%.

Поліетилен біологічно нешкідливий, тому він широко застосовується у медицині, у житловому будівництві. Завдяки високій хімічній стійкості поліетилен широко застосовується в хімічній промисловості для виробництва пластикових труб, частин різних апаратів, внутрішньої футеровки місткостей для зберігання кислот тощо. Поліетилен застосовується також в електротехнічній, електрокабельній і радіотехнічній промисловості як високоякісний і високочастотний провідник. Значна частина поліетилену йде на виготовлення водопровідних труб, а також різних побутових предметів — поліетиленових плівок, бутелів, пробок тощо.

ПЕНТ володіє більш високими фізико-механічними показниками ніж ПЕВТ. Більша частина ПЕВТ використовується для виготовлення плівки та листів, ПЕНТ – ізоляції проводів і литтєвих виробів. Він експлуатується при температурах від –80 до +60°C (ПЕВТ) і до 100°C (ПЕНТ).

Отримання поліетилену[ред.ред. код]

Поліетилен високого тиску (ПЕВТ) отримують радикальною полімеризацією етилену при високому тиску та іонною полімеризацією при низькому та середньому тиску.

Поліетилен низького тиску (ПЕНТ) отримують в гетерогенному середовищі полімеризацією етилену при температурі 70-80°C і тиску 0,3–0,5 МН/м²(кг/см²). У промисловості поліетилен низького тиску отримують за напівбезперервною та безперервною схемами у присутності каталізатора Циглера-Натта (AL2(C2H5)6/TiCl4.

Технологічний процес отримання поліетилену низького тиску здійснюється за умов: температура - 70-80°C, тиск - 0,15–0,2МН/м² (кг/см²), концентрація каталізатора в бензині - 1%, ступінь конверсії етилену - 98% , концентрація поліетилену на виході - 100 кг/м³.

Джерела[ред.ред. код]

  • Ф. А. Деркач «Хімія» Л. 1968

Див. також[ред.ред. код]

The PE100+ Association

Характеристики поліетилену для виробництва труб