Полиолефин

Полиолефин
Полиэтиленовый пакет

Полиэтилен — полимер этилена (этена).

Содержание

Получение

Повторяющиеся звенья полиэтилена в стереохимическом представлении

На обработку поступает в виде гранул от 2 до 5 мм. Полиэтилен получают полимеризацией этилена:

nCH2=CH2 → [-CH2-CH2-]n

Получение полиэтилена высокого давления

Полиэтилен высокого давления (ПЭВД), или Полиэтилен низкой плотности (ПЭНП) образуется при следующих условиях:

в автоклавном или трубчатом реакторах. Реакция идёт по радикальному механизму. Получаемый по этому методу полиэтилен имеет средневесовой молекулярный вес 80 000-500 000 и степень кристалличности 50-60 %. Жидкий продукт впоследствии гранулируют. Реакция идёт в расплаве.

Получение полиэтилена среднего давления

Полиэтилен среднего давления (ПЭСД) образуется при следующих условиях:

  • температура около 150°C;
  • давление 3—4 МПа;
  • присутствие катализатора (катализаторы Циглера—Натта (англ.), например, смесь TiCl4 и AlR3);

продукт выпадает из раствора в виде хлопьев. Получаемый по этому методу полиэтилен имеет средневесовой молекулярный вес 300 000-400 000, степень кристалличности 80-90 %.

Получение полиэтилена низкого давления

Полиэтилен низкого давления (ПЭНД) или Полиэтилен высокой плотности (ПЭВП) образуется при следующих условиях:

  • температура около 80°C;
  • давление ниже 4 МПа;
  • присутствие катализатора (катализаторы Циглера—Натта, например, смесь TiCl4 и AlR3);

Полимеризация идёт в суспензии по ионно-координационному механизму. Получаемый по этому методу полиэтилен имеет средневесовой молекулярный вес 80 000—3 000 000, степень кристалличности 75-85 %.

Следует иметь в виду, что названия "полиэтилен низкого давления", "среднего давления", "высокой плотности" и т. д. имеют чисто историческое значение. Так, полиэтилен, получаемый по 2- и 3-му методам, имеет одинаковую плотность и молекулярный вес. Давление в процессе полимеризации при так называемых низком и среднем давлениях в ряде случаев одно и то же.

Другие способы получения полиэтилена

Существуют и другие способы полимеризации этилена, например под влиянием радиоактивного излучения, однако они не получили промышленного распространения.

Модификации полиэтилена

Ассортимент полимеров этилена может быть значительно расширен получением сополимеров его с другими мономерами, а также путем получения композиций при компаундировании полиэтилена одного типа с полиэтиленом другого типа, полипропиленом, полиизобутиленом, каучуками и т. п.

На основе полиэтилена и других полиолефинов могут быть получены многочисленные модификации — привитые сополимеры с активными группами, улучшающими адгезию полиолефинов к металлам, окрашиваемость, снижающими его горючесть и т. д.

Особняком стоят модификации так называемого "сшитого" полиэтилена ПЕх (PEx). Суть сшивки состоит в том, что молекулы в цепочке соединяются не только последовательно, но и образуются боковые связи которые соединяют цепочки между собой, за счет этого достаточно сильно изменяются физические и в меньшей степени химические свойства изделий. Различают 4 вида сшитого полиэтилена (по способу производства): пероксидный (а), силановый (b), радиационный (с) и азотный (d). Наибольшее распространение получил РЕх-b, как наиболее быстрый и дешёвый в производстве.

Молекулярное строение

Макромолекулы полиэтилена высокого давления (n≅1000) содержат боковые углеводородные цепи C1—С4, молекулы полиэтилена среднего давления практически неразветвлённые, в нём больше доля кристаллической фазы, поэтому этот материал более плотный; молекулы полиэтилена низкого давления занимают промежуточное положение. Большим количеством боковых ответвлений объясняется более низкая кристалличность и соответственно более низкая плотность ПЭВД по сравнению с ПЭНД и ПЭСД.

Показатели, характеризующие строение полимерной цепи различных видов полиэтилена, приведены в таблице:

Показатели, характеризующие строение полимерной цепи различных видов полиэтилена
Показатель ПЭВД ПЭСД ПЭНД
Общее число групп СН3 на 1000 атомов углерода: 21,6 5 1,5
Число концевых групп СН3 на 1000 атомов углерода: 4,5 2 1,5
Этильные ответвления 14,4 1 1
Общее количество двойных связей на 1000 атомов углерода 0,4—0,6 0,4—0,7 1,1-1,5
в том числе:      
винильных двойных связей (R-CH=CH2), % 17 43 87
винилиденовых двойных связей (Пример винилдиеновой двойной связи), % 71 32 7
транс-виниленовых двойных связей (R-CH=CH-R'), % 12 25 6
Степень кристалличности, % 50-65 75-85 80-90
Плотность, г/см³ 0,91-0,93 0,93-0,94 0,94-0,96

Общие свойства

Термопласт белого цвета, легко окрашивается во все цвета, тонкие листы прозрачны и бесцветны. Воскообразный на ощупь. Не чувствителен к удару, плохо склеивается. При повышении плотности возрастают жёсткость, предел прочности на разрыв, поверхностная твёрдость, температура начала размягчения (≅80—120°С).

Полиэтилен высокого давления

Физико-химические свойства ПЭВД при 20 °C
Параметр Значение
Плотность, г/см³ 0,918-0,930
Разрушающее напряжение, кгс/см²  
при растяжении 100-170
при статическом изгибе 120-170
при срезе 140-170
относительное удлинение при разрыве, % 500-600
модуль упругости при изгибе, кгс/см² 1200-2600
предел текучести при растяжении, кгс/см² 90-160
относительное удлинение в начале течения, % 15-20
твёрдость по Бринеллю, кгс/мм² 1,4-2,5

С увеличением скорости растяжения образца разрушающее напряжение при растяжении и относительное удлинение при разрыве уменьшаются, а предел текучести при растяжении возрастает.

С повышением температуры разрушающее напряжение полиэтилена при растяжении, сжатии, изгибе и срезе понижается. а относительное удлинение при разрыве возрастает до определенного предела, после которого также начинает снижаться

Изменение разрушающего напряжения при сжатии, статическом изгибе и срезе в зависимости от температуры (определено при скорости деформации 500 мм/мин и толщине образца 2 мм).
Разрушающее напряжение, кгс/см² Температура, ºС
20 40 60 80
при сжатии 126 77 40 -
при статическом изгибе 118 88 60 -
при срезе 169 131 92 53
Зависимость модуля упругости при изгибе ПЭВД от температуры:
Температура, °С -120 -100 -80 -60 -40 -20 0 20 50
Модуль упругости при изгибе, кгс/см² 28100 26700 23200 19200 13600 7400 3050 2200 970

Необходимо отметить, что свойства изделий из полиэтилена будут существенно зависеть от режимов их изготовления (скорости и равномерности охлаждения) и условий эксплуатации (температуры, давления, продолжительности. воздействия нагрузки и т. п.).

Полиэтилен низкого давления

Химические свойства

Общие свойства

Устойчив к действию воды, сильных кислот и щелочей, а также органических растворителей. При повышении плотности возрастает устойчивость по отношению к большинству органических растворителей. При комнатной температуре не растворим и не набухает ни в чём. При повышенной температуре (80°С) растворим в циклогексане и четырёххлористом углероде. Под высоким давлением оный полимер можно попробовать растворить в перегретой воде (180°С). Совершенно инертен: хоть ешь его - не потравишься. Это, впрочем, не советуем, так как в промышленных марках полно всякой низкомолекулярной гадости: стабилизаторов, красителей, модификаторов смачиваемости поверхности и т. п. Со временем, впрочем, деструктирует с образованием поперечных межцепных связей, что приводит к повышению хрупкости на фоне небольшого увеличения прочности. Нестабилизировнный полиэтилен всего за год на свету превращается в рассыпающуюся в руках труху.

Переработка

Полиэтилен (кроме сверхмолекулярного) перерабатывается всеми известными для пластмасс методами, такими как экструзия, экструзия с раздувом, литьё под давлением, пневматическое формование. Экструзия полиэтилена возможна на оборудовании с установленным "универсальным" червяком.

Применение

Материал для производства плёнок (особенно упаковочных), тары, труб, деталей технической аппаратуры, диэлектрических антенн, предметов домашнего обихода и др.; электроизоляционный материал. Малотоннажная марка полиэтилена - так называемый "сверхвысокомолекулярный полиэтилен", отличающийся отсутствием каких-либо низкомолекулярных добавок, высокой линейностью и молекулярной массой, используется в медицинских целях в качестве замены хрящевой ткани суставов. Несмотря на то, что он выгодно отличается от ПЭНД и ПЭВД своими физическими свойствами, применяется редко из-за трудности его переработки, так как обладает низким ПТР и перерабатывается только литьём.

Ссылки


Wikimedia Foundation. 2010.

Нужен реферат?
Синонимы:

Полезное


Смотреть что такое "Полиолефин" в других словарях:

  • полиолефин — полиолефин …   Орфографический словарь-справочник

  • полиолефин — сущ., кол во синонимов: 1 • полимер (77) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 …   Словарь синонимов

  • полиолефин — Карбоцепной полимер, содержащий в качестве заместителей у углерода основной цепи водород и (или) алкил. [ГОСТ 24888 81] Тематики полимерные и др. материалы Обобщающие термины полимеры EN polyolefine DE Polyolefine FR polyoléfine …   Справочник технического переводчика

  • полиолефин — poliolefinas statusas T sritis chemija apibrėžtis Nesočiojo angliavandenilio polimerizacijos ar kopolimerizacijos produktas. atitikmenys: angl. polyolefin rus. полиолефин …   Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

  • Термический анализ — раздел материаловедения, изучающий изменение свойств материалов под воздействием температуры. Обычно выделяют несколько методов, отличающихся друг от друга тем, какое свойство материала измеряется: Дифференциально термический анализ (ДТА):… …   Википедия

  • полимер — высокомолекулярное соединение Словарь русских синонимов. полимер сущ., кол во синонимов: 77 • автополимер (1) • …   Словарь синонимов

  • Конвейерная лента — (транспортёрная)  тяговый и грузонесущий орган ленточного конвейера. В настоящее время различают несколько типов конвейерных лент: Резинотканевые Резинотросовые Полимерные Модульные Металлические Резинотканевые ленты изготавливаются на… …   Википедия

  • poliolefinas — statusas T sritis chemija apibrėžtis Nesočiojo angliavandenilio polimerizacijos ar kopolimerizacijos produktas. atitikmenys: angl. polyolefin rus. полиолефин …   Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

  • polyolefin — poliolefinas statusas T sritis chemija apibrėžtis Nesočiojo angliavandenilio polimerizacijos ar kopolimerizacijos produktas. atitikmenys: angl. polyolefin rus. полиолефин …   Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

  • ТПО — территориальное производственное объединение; территориально производственного объединения ТПО транспортное потребительское общество организация, транспорт ТПО токсичные промышленные отходы ТПО телевизионное производственно …   Словарь сокращений и аббревиатур


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»