Поліетилен

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Поліетилен
Polyethylene balls1.jpg
Гранули поілетилену
Polyethylene-3D-vdW.png
Тривимірна модель молекули
Polyethylene repeat unit.svg
Елементарна ланка
{{{ImageAltL2}}}
Код переробки поліетилену високої щільності
Plastic-recyc-04.svg
Код переробки поліетилену низької щільності
Ідентифікатори
Абревіатури ПЕ, ПЕНТ, ПЕВТ,
PE, PE-HD, PE-LD
Номер CAS 9002-88-4
Назва MeSH Polyethylene
Властивості
Молекулярна формула (C2H4)n
Молярна маса перемінна
Густина 0.91–0.96 г/см3
Тпл 115–135°C
Якщо не зазначено інше, дані приведені для речовин у стандартному стані (за 25 °C, 100 кПа)
Інструкція з використання шаблону
Примітки картки

Поліетиле́н (-СН2–СН2-)n — є карбоцепним полімером аліфатичного органічного вуглеводня олефінового ряду етилену. Термопластичний насичений полімерний вуглеводень; твердий, безколірний, жирний на дотик матеріал. Легший за воду, горить повільно синюватим полум'ям без кіптяви. Є одним із найпоширеніших пластиків у світі, загальне річне виробництво станом на 2008 рік становило близько 80 мільйонів тон[1].

Використовується для виробництва матеріалів і виробів для пакування — плівки і пластикових пакетів[en] з неї, ємностей (пляшок, каністр тощо). Також використовується для виробництва труб, як ізолюючий матеріал в електротехнічній та радіоелектронній промисловості, при виробництві кабелів, матеріалів для гідроізоляції (геомембран[en]).

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 діелектрик. 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 виготовлення виробів шляхом лиття пластмас під тиском. Він експлуатується при температурах від –80 до +60 °C (ПЕВТ) і до 100 °C (ПЕНТ).

Отримання поліетилену[ред.ред. код]

Об'ємна модель молекули етилену
Структурна модель етилену
Елементарна ланка поілетилену

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 молекулярні маси різних молекул даного полімеру різні. В галузі полімерних сполук молекулярна маса показує середню величину, а не масу кожної окремої молекули, яка може значно відрізнятися від середньої молекулярної маси.

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

Поліетилен низької щільності (PE-LD) або поліетилен високого тиску (ПЕВТ) отримують радикальною полімеризацією етилену при високому тиску (150—300 МПа) при температурі 200—260 °C. При цьому утворюється твердий поліетилен з довжиною ланцюжків макромолекул до 5000—6000 елементарних ланок і з середньою молекулярною масою понад 150 000 а.о.м. Густина (щільність) матеріалу складає 0,91—0,93 г/см3.

Поліетилен високої щільності (PE-HD) або поліетилен низького тиску (ПЕНТ) отримують у гетерогенному середовищі полімеризацією етилену при температурі 70-80 °C і тиску 0,3–0,5 МПа. Молекули полімеру містять 1500—2000 елементарних ланок, середня молекулярна маса досягає 56 000 а.о.м. У промисловості поліетилен низького тиску отримують за напівбезперервною та безперервною схемами у присутності каталізатора Ціглера — Натта[en] AL2(C2H5)6/TiCl4. Густина такого поліетилену — близько 0,95 г/см3.

Див. також[ред.ред. код]

Примітки[ред.ред. код]

  1. Piringer, Otto G.; Baner, Albert Lawrence (2008). Plastic packaging: interactions with food and pharmaceuticals (вид. 2nd). Wiley-VCH. с. 632. ISBN 978-3-527-31455-3. 

Джерела[ред.ред. код]

  • Деркач Ф. А. Хімія.- Л.: 1968.

Посилання[ред.ред. код]