Ваше сообщение отправлено. Мы Вам перезвоним!
Вторая индустриализация России

Перезвоните мне!

Закрыть
Главная » Все статьи на сайте » Статьи на общие темы » Полиэтилен, виды, характеристики, свойства и получение

Полиэтилен, виды, характеристики, свойства и получение

  • Array

Полиэтилен, виды, характеристики, свойства и получение.

 

Ознакомиться с концепциейНовинки технологийФорумТаблица Менделеева

 

Полиэтилен — термопластичный полимер этилена. Является органическим соединением и имеет длинные молекулы.

 

Описание и характеристики полиэтилена

Физические, химические и иные свойства полиэтилена

Физические свойства полиэтилена (таблица)

Виды полиэтилена

Получение полиэтилена

 

Описание и характеристики полиэтилена:

Полиэтилен — термопластичный полимер этилена, относится к классу полиолефинов. Также называется политеном.

Полиэтилен  является органическим соединением и имеет длинные молекулы …—CH2—CH2—CH2—CH2—…, где «—» обозначает ковалентные связи между атомами углерода. Таким образом, молекула полиэтилена имеют простую химическую структуру и представляет собою цепочку атомов углерода, к каждому из которых присоединены две молекулы водорода.

Химическая формула полиэтилена2H4)n. Молекулярный вес – до 500 000 г/моль.

Химическая формула этилена, из которого производится полиэтилен, C2H4. Рациональная формула этилена CH2=CH2.

В свою очередь полиолефины представляют собой класс высокомолекулярных соединений (полимеров), получаемых из низкомолекулярных веществ — олефинов (мономеров) — непредельных углеводородов (этилена, пропилена, бутилена и других альфа-олефинов). Они вырабатываются из нефти или природного газа путём полимеризации одинаковых (гомополимеризации) или разных (сополимеризации) мономеров в присутствии катализатора.

Полиэтилен внешне представляет собой твердую массу белого цвета (тонкие листы прозрачны и бесцветны).

Существует две модификации полиэтилена: линейный и нелинейные полиэтилен. Они отличаются друг от друга по структуре и соответственно по свойствам. В первой –линейной форме мономеры связаны в линейные цепи со степенью полимеризации обычно 5000 и более. Они не имеют боковых ответвлений от основной цепи. В другой – нелинейной форме имеются многочисленные боковые ответвления мономеров, которые присоединены к основной цепи случайным способом.

Полиэтилен проявляет различные свойства. Разнообразие свойств полиэтилена можно объяснить его молекулярной структурой, молекулярной массой и степенью кристалличности, которая, в свою очередь, зависит от молекулярной массы и степени ветвления мономеров. Чем меньше разветвлены полимерные цепи и чем меньше молекулярная масса, тем выше кристалличность полиэтилена и тем более он плотный. Таким образом, существует линейная зависимость между плотностью и степенью кристалличности.

Полиэтилен самый распространенный из полимеров. Каждый год его производится более 100 миллионов тонн, что составляет 34 % от общего объема производства всех пластмасс.

 

Физические, химические и иные свойства полиэтилена:

— чистый полиэтилен имеет белый цвет, непрозрачен в толстом слое, тонкие листы прозрачны и бесцветны,

— кристаллизуется в диапазоне температур от -60 °С до минус 369 °С,

— не имеет запаха,

— имеет небольшой вес и различную плотность, которая зависит от разновидности и способа получения определенного вида полиэтилена,

— не чувствителен к удару, является амортизатором,

— имеет чрезвычайно низкую адгезию,

— обладает низким коэффициентом трения,

— характеризуется абсолютной водонепроницаемостью. Он не смачивается водой и не впитывает ее. Однако кратковременная обработка полиэтилена кислотой или окислителями приводит к окислению поверхности и смачиванию ее водой, полярными жидкостями и клеями. В этом случае изделия из полиэтилена можно склеивать,

— при нагревании до 80-120°С размягчается. Полиэтилен не способен противостоять высоким температурам, что не дает возможность использовать его в экстремальных условиях,

— характеризуется морозостойкостью. Полиэтилен может эксплуатироваться при температурах от -70°С до 100 °С. Некоторые виды полиэтилена сохраняют свои полезные свойства при температурах ниже -120°С. Морозостойкость полиэтилена зависит от разновидности и способа получения определенного вида полиэтилена,

полиэтилен в виде тонких пленок обладает высокой гибкостью и прозрачностью, а в виде листов становится жестким и непрозрачным,

— является диэлектриком,

— устойчив к действию воды,

— обладает отличной пароизоляцией и гидроизоляцией. Но проницаем для кислорода и углекислого газа,

— под действием солнечного света становится хрупким. В качестве добавки-стабилизатора от воздействия ультрафиолетового излучения используют углеродную сажу,

— является химически стойким веществом,

— не реагирует со щелочами любой концентрации, с растворами нейтральных, кислых и основных солей, органическими и неорганическими кислотами, даже с концентрированной серной кислотой. Но разрушается при действии 50%-й азотной кислоты при комнатной температуре и под воздействием жидкого и газообразного хлора и фтора. При температурах выше 60 °С серная и азотная кислоты также быстро его разрушают.

— при комнатной температуре не растворяется в органических растворителях. При температуре выше 80 °С сначала набухает, а затем растворяется в ароматических углеводородах и их галогенопроизводных,

— горит голубоватым пламенем, со слабым светом и желтым кончиком, при этом издаёт запах парафина, то есть такой же, какой исходит от горящей свечи. Материал продолжает гореть на удалении источника пламени и производит потеки,

— из-за своей химической стойкости в естественной среде разлагается в течение порядка 500 лет, что существенно ухудшает экологическую обстановку. Поэтому для борьбы с загрязнением окружающей среды полиэтиленовыми пакетами около 40 стран ввели запрет или ограничение на продажу и (или) производство пластиковых пакетов. Однако если в состав полиэтилена ввести специальные добавки-деграданты время разложения в естественной среде составляет до 1,5-3 лет. Благодаря добавкам-биодеградантам он разлагается на элементарные составляющие: воду, углекислый газ и биомассу,

— биологически инертен.

 

Физические свойства полиэтилена (таблица):

Наименование показателя: Значение:
Молекулярная масса, г/моль до 500 000*
Плотность, г/см3 от 0,88 до 0,96*
Температура плавления, оС от 115 до 180*

* зависит от вида полиэтилена.

 

Виды полиэтилена:

В основе классификации полиэтилена положена его плотность. Полиэтилен классифицируется на следующие виды:

полиэтилен низкой плотности (высокого давления). Обозначается ПЭНП, ПЭВД, ПВД, LDPE (Low Density Polyethylene).

полиэтилен высокой плотности (низкого давления), ПЭВП, ПЭНД, ПНД, HDPE (High Density Polyethylene),

полиэтилен среднего давления (высокой плотности), ПЭСД,

линейный полиэтилен средней плотности, ПЭСП, MDPE или PEMD,

линейный полиэтилен низкой плотности, ЛПЭНП, LLDPE или PELLD,

полиэтилен очень низкой плотности, VLDPE,

полиэтилен сверхнизкой плотности, ULDPE,

металлоценовый линейный полиэтилен низкой плотности, MPE,

сшитый полиэтилен, PEX или XLPE, XPE,

высокомолекулярный полиэтилен, ВМПЭ, HMWPE или PEHMW или VHMWPE,

сверхвысокомолекулярный полиэтилен, СВМПЭ, UHMWPE.

 

Получение полиэтилена:

Полиэтилен получают путем полимеризации этилена. Первоначально полиэтилен производится в гранулах от 2 до 5 мм, окончательную форму он приобретает в процессе термической обработки на специальном оборудовании.

Каждый вид полиэтилена получают различными способами. Рассмотрим на примере полиэтилена низкой плотности (высокого давления), полиэтилена среднего давления и полиэтилена высокой плотности (низкого давления). 

Полиэтилен низкой плотности (высокого давления, ПЭНП, ПЭВД, ПВД, LDPE) образуется в автоклавном или трубчатом реакторах при:

— температуре 200-260 °C,

— давлении 150-300 МПа,

— в присутствии инициатора (кислород или органический пероксид).

Реакция происходит по радикальному механизму в расплаве. Жидкий продукт впоследствии гранулируют. Получаемый по этому методу полиэтилен имеет молекулярную массу 80 000 — 500 000 г/моль и степень кристалличности 50-60 %.

Полиэтилен среднего давления (высокой плотности, ПЭСД) образуется при:

— температуре 100-120 °C,

— давлении 3-4 МПа,

— в присутствии катализатора (например, катализаторов Циглера-Натта).

В результате реакции продукт выпадает из раствора в виде хлопьев. Получаемый по этому методу полиэтилен имеет молекулярную массу 300 000 — 400 000 г/моль и степень кристалличности 80-90 %.

Полиэтилен высокой плотности (низкого давления, ПЭНД, ПЭВП, ПНД, HDPE) образуется при:

— температуре 120-150 °C,

— давлении ниже 0,1-2 МПа,

— в присутствии катализатора (например, катализаторов Циглера-Натта).

Полимеризация происходит в суспензии по ионно-координационному механизму. Получаемый по этому методу полиэтилен имеет молекулярную массу 80 000 — 300 000 г/моль и степень кристалличности 75-85 %.

В процессе полимеризации полиэтилена последний может быть химически модифицирован. Благодаря чему получаются новые виды. Например, металлоценовый линейный полиэтилен низкой плотности, биоразлагаемый полиэтилен, квантовый полиэтилен.

 

© Фото //www.pexels.com, //pixabay.com,

 



Ознакомиться с концепциейНовинки технологийФорумТаблица Менделеева



карта сайта

полиэтилен описание материала
кабель сшитый вспененный полиэтилен низкого высокого давления химические физические свойства описание трубы технические характеристики материала
уравнение реакция получения полиэтилена из этилена высокого низкого давления

 

comments powered by HyperComments