Введение
Полиэтилен – полимер, использующийся наиболее широко в различных производственных отраслях. Его технология переработки относительно проста, полиэтилен перерабатывается всеми существующими способами для переработки пластмассы, при этом непосредственно для его переработки не требуется узкоспециализированное оборудование.
Комплекс химических, физико-механических и диэлектрических свойств определяет потребительские свойства полиэтилена и позволяет широко применять его во многих промышленных отраслях (радиотехнической, кабельной, легкой, химической, медицине и др.)1.
РЕ – международное название полиэтилена Полиэтилен выпускается под торговыми марками: Казпелен, Ставролен, MALEN-E, LUPOLEN, HOSTALEN LD и др.2
Полиэтилен (-СН2-СН2-) n – представитель простейших полимеров. В зависимости от способа синтезирования, молекулярная масса полиэтилена колеблется в пределах от 20 тыс. до 3 млн. В процессе радикальной полимеризации этилена при высоких давлениях (120-150 МПа), в присутствии инициатора – кислорода или органического пероксида, получают полиэтилен с разветвленной структурой и низкой молекулярной массой.
Полиэтилен со строго линейной структурой и высокой молекулярной массой получают в процессе полимеризации, которая проходит при низком давлении с участием металлоорганических катализаторов.
В 1933 году, полиэтилен начал производится в Англии в промышленных масштабах. На сегодняшний день во всем мире вид этого полимера применяется наиболее широко во множестве отраслей промышленности.
Целью написания данного реферата явилось рассмотрение способов получения, свойств и области применения полиэтилена.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
- дать общую характеристику полиэтилена и перечислить его основные виды;
- изучить особенности получения полиэтилена;
- определить основные свойства полиэтилена;
- рассмотреть основные области применения полиэтилена.
Предмет работы составляет материал – полиэтилен.
Объектом работы выступают свойства и особенности получения и применения полиэтилена в современном производстве.
Теоретико-информационную базу работы составили учебная и специальная литература, справочно-информационные издания, материалы публикаций в периодической литературе и ресурсы сети Интернет.
Структура реферата представлена введением, основной частью, заключением и списком использованных источников.
Общая характеристика полиэтилена
Полиэтилен - это прозрачный термопластичный материал, который имеет очень низкую тепло- и электропроводность. Он обладает высокой химической стойкостью. Благодаря его свойствам, полиэтилен применяют в производстве пластиковых труб различного диаметра и назначения; при производстве изоляции электропроводки; он широко применим в изготовлении предметов бытового назначения и прозрачных пленок3.
Полиэтилен бывает нескольких типов, которые существенно отличаются друг от друга своими качественными и эксплуатационными характеристиками. Все зависит от параметров полимеризации и применимых к ней катализаторов.
Химическая структура молекулы полиэтилена проста и представляет собою цепочку атомов углерода, к каждому из которых присоединены две молекулы водорода.
Полиэтилен (ПЭ) [–СН2-СН2–] n существует в двух модификациях, отличающихся по структуре, а значит, и по свойствам. Обе модификации получаются из этилена СН2=СН2. В одной из форм мономеры связаны в линейные цепи со степенью полимеризации (СП) обычно 5000 и более; в другой – разветвления из 4–6 углеродных атомов присоединены к основной цепи случайным способом. Линейные полиэтилены производятся с использованием особых катализаторов, полимеризация протекает при умеренных температурах (до 150 0С) и давлениях (до 20 атм.).
Полиэтилен – термопластичный полимер, непрозрачен в толстом слое, кристаллизуется в диапазоне температур от минус 60°С до минус 369°С; не смачивается водой, при комнатной температуре не растворяется в органических растворителях, при температуре выше 80°С сначала набухает, а затем растворяется в ароматических углеводородах и их галогенопроизводных; ПЭ устойчив к действию водных растворов солей, кислот, щелочей, но при температурах выше 60° С серная и азотная кислоты быстро его разрушают. Кратковременная обработка ПЭ окислителем (например, хромовой смесью) приводит к окислению поверхности и смачиванию ее водой, полярными жидкостями и клеями. В этом случае изделия из ПЭ можно склеивать4.
По своей структуре и свойствам (несмотря на то, что используется один и тот же мономер), ПЭВД, ПЭНД, линейный полиэтилен отличаются, и, соответственно, применяются для различных задач. ПЭВД мягкий материал, ПЭНД и линейный полиэтилен имеют жесткую структуру.
Также отличия проявляются в плотности, температуре плавления, твердости, и прочности.
В Таблице 1 представлены свойства полиэтилена высокой плотности.
Таблица 1
Свойства полиэтилена высокой плотности
Разветвленные полиэтилены ранее получали путем нагревания этилена до 200° С с применением кислорода, в качестве инициатора, и при очень высоком давлении (свыше 1500 атм). Благодаря разветвлениям, уменьшается склонность полиэтилена к кристаллизации. Такой полиэтилен обычно называется полиэтиленом низкой плотности.
В Таблице 2 перечислены свойства полиэтилена низкой плотности.
Таблица 2
Свойства полиэтилена низкой плотности
Сравнительная характеристика полиэтилена высокого и низкого давления (ПЭВД и ПЭНД) приведена в Таблице 3.
Таблица 3
Сравнительная характеристика ПЭВД и ПЭНД
Низкой плотности (высокого давления)
50–800 тыс.
0,913–0,914
102–105
100–200
7–17
100–800
Высокой плотности (низкого давления)
50 тыс. – 3*10^6
0,919–0,973
125–137
400–1250
15–45
100–1200
Так же разработаны способы получения полиэтилена низкой плотности при низком давлении и умеренных температурах. Путем сополимеризации этилена с другим олефином, например бутиленом CH2=CH–CH2–CH3. Где встраивается бутиленовая единица в цепь, там образуется короткая боковая цепь. В данном случае укладка цепей не такая плотная, как в чистом полиэтилене.