Πολυαιθυλένιο: τι είναι και από τι αποτελείται; Εφαρμογή και προϊόντα, φυσικές ιδιότητες και παραγωγή, παραγωγή εξωθημένου και άλλου υλικού

2024 Συγγραφέας: Beatrice Philips | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-16 05:33

Σήμερα η χημική βιομηχανία είναι μία από τις ταχύτερα αναπτυσσόμενες. Οι ερευνητές εργάζονται για την ανάπτυξη των τελευταίων επιστημονικών εξελίξεων, ειδικότερα, για τη δημιουργία μιας ποικιλίας καινοτόμων υλικών. Ένα από τα πιο δημοφιλή μεταξύ τους είναι το πολυαιθυλένιο. Εξετάστε τα χαρακτηριστικά, τις μοναδικές ιδιότητες και τα χαρακτηριστικά του πολυαιθυλενίου, καθώς και το πεδίο εφαρμογής του.

Τι είναι?

Πρώτα απ 'όλα, πρέπει να καταλάβετε τι είναι το πολυαιθυλένιο. Στην πραγματικότητα, αυτό το υλικό είναι ένα θερμοπλαστικό πολυμερές αιθυλενίου . Μπορεί να κατηγοριοποιηθεί ως πολυολεφίνη. Ο ορισμός του πολυαιθυλενίου περιλαμβάνει τον χαρακτηρισμό ότι, από χημική άποψη, ένα δεδομένο υλικό είναι οργανική ένωση και τα μόριά του έχουν σημαντικό μήκος.

Αν μιλάμε για τα εξωτερικά χαρακτηριστικά του υλικού, τότε παρουσιάζεται συχνότερα με τη μορφή λεπτών φύλλων που μπορεί να είναι άχρωμα ή λευκά . Το πολυαιθυλένιο είναι αρκετά δύσκολο στην αφή. Είναι αρκετά διαδεδομένο ως πρώτη ύλη και χρησιμοποιείται για μεγάλη ποικιλία σκοπών.

Οι επιστήμονες που εφηύραν το πολυαιθυλένιο δεν επιμένουν ότι το υλικό είναι ιδανικό. Όπως κάθε άλλη χημική ένωση, έχει μια σειρά από μοναδικές ιδιότητες που είναι θετικές και αρνητικές.

Ας τα εξετάσουμε λεπτομερέστερα.

Τα πλεονεκτήματα του πολυαιθυλενίου περιλαμβάνουν τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:

• υψηλό επίπεδο αντοχής (από αυτή την άποψη, εννοούμε το γεγονός ότι το υλικό είναι σε θέση να αντέξει μηχανικές βλάβες και άλλες αρνητικές περιβαλλοντικές επιδράσεις).
• ελαστικότητα;
• αδιαβροχοτητα?
• ευκολία στη χρήση;
• χαμηλό επίπεδο θερμικής αγωγιμότητας.
• ασφάλεια για τους ανθρώπους (το πολυαιθυλένιο δεν εκπέμπει ουσίες που θα μπορούσαν να βλάψουν την ανθρώπινη υγεία).
• προσιτη τιμη;
• ευρύ φάσμα?
• ποικίλα σχέδια και πολλά άλλα.

Αλλά ακόμη και παρά τον τόσο μεγάλο αριθμό θετικών χαρακτηριστικών, είναι απαραίτητο να θυμόμαστε τις υπάρχουσες ελλείψεις:

• καταστροφή υπό την επίδραση του άμεσου ηλιακού φωτός.
• σχετική ευθραυστότητα?
• ρύπανση του περιβάλλοντος, το οποίο αποτελεί βασικό αρνητικό χαρακτηριστικό του υλικού.

Πώς και από τι φτιάχνονται

Η μέθοδος λήψης και η διαδικασία παραγωγής πολυαιθυλενίου παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον για τους ερευνητές. Έτσι, η υπό συζήτηση χημική ένωση λαμβάνεται από αιθυλένιο. Η πρώτη ύλη υποβάλλεται σε υποχρεωτική διαδικασία πολυμερισμού.

Αρχικά, το πολυαιθυλένιο αποτελείται από κόκκους, το μέγεθος των οποίων κυμαίνεται από 2 έως 5 χιλιοστά. Η ένωση παίρνει την τελική της σύνθεση μέσω διαδικασιών θερμικής επεξεργασίας, οι οποίες πραγματοποιούνται χρησιμοποιώντας ειδικά σχεδιασμένο εξοπλισμό.

Ταυτόχρονα, σήμερα, ειδικοί στον τομέα της χημείας διακρίνουν διάφορους τύπους πολυαιθυλενίου, καθένα από τα οποία είναι κατασκευασμένο σύμφωνα με μια μεμονωμένη τεχνολογία.

Ιδιότητες

Για να εξοικειωθείτε με το υλικό με περισσότερες λεπτομέρειες, θα πρέπει να αναλύσετε τα διακριτικά χαρακτηριστικά του (συμπεριλαμβανομένων των φυσικών και χημικών). Μετά από όλα, το πολυαιθυλένιο έχει ειδικές ιδιότητες που το διακρίνουν από οποιαδήποτε άλλη ένωση.

Έτσι, τα κύρια χαρακτηριστικά του υλικού περιλαμβάνουν:

• κατά γενικό κανόνα, το πολυαιθυλένιο είναι διαφανές (αυτό ισχύει μόνο για μια καθαρή χημική ένωση, χωρίς ακαθαρσίες), κατά τη διαδικασία βαφής, το υλικό μπορεί να αποκτήσει άλλες αποχρώσεις (μαύρο, λευκό, κόκκινο και πολλές άλλες).
• το υλικό είναι στερεό στη δομή.
• η διαδικασία κρυστάλλωσης του υλικού πραγματοποιείται σε θερμοκρασία από -60 έως -369 βαθμούς Κελσίου.
• έλλειψη όσφρησης?
• μικροί δείκτες μάζας.
• η πυκνότητα του υλικού είναι ασταθής, εξαρτάται από τον τρόπο λήψης του πολυαιθυλενίου.
• Οι χημικές ενώσεις έχουν τις ιδιότητες ενός αμορτισέρ.
• χαμηλό επίπεδο πρόσφυσης.
• χαμηλό συντελεστή τριβής.
• αδιαβροχοτητα?
• το πολυαιθυλένιο υποβάλλεται σε διαδικασίες μαλάκωσης σε θερμοκρασίες από +80 έως +120 βαθμούς Κελσίου.
• αντοχή σε χαμηλές θερμοκρασίες.
• ευκαμψία;
• διηλεκτρικά χαρακτηριστικά.
• ατμός και στεγανοποίηση?
• βιολογική αδράνεια ·
• θερμική αγωγιμότητα;
• κατά την αποσύνθεση, το πολυαιθυλένιο δεν εκπέμπει ουσίες επιβλαβείς για τον άνθρωπο.
• αντοχή σε επιθετικές χημικές ενώσεις.

Οι ιδιότητες του πολυαιθυλενίου ως επί το πλείστον καθορίζουν τις περιοχές χρήσης του.

Επισκόπηση των προβολών πυκνότητας

Σήμερα υπάρχουν πολλοί τύποι πολυαιθυλενίου. Έτσι, στην αγορά μπορείτε να βρείτε εξωθημένο, χαμηλού μοριακού βάρους, φούσκα, ρολό, υψηλή αντοχή και υψηλό συντελεστή υλικού. Κατά συνέπεια, όταν επιλέγετε πολυαιθυλένιο, πρέπει να δώσετε μεγάλη προσοχή στην επισήμανση.

Για τη διευκόλυνση του χρήστη, οι κατασκευαστές έχουν υιοθετήσει μια ταξινόμηση της ένωσης σε διάφορες κατηγορίες . Εξετάστε τα ξεχωριστά χαρακτηριστικά και χαρακτηριστικά καθενός από αυτά.

Υψηλός

Για την παραγωγή πολυαιθυλενίου υψηλής πυκνότητας, απαιτούνται ορισμένες προϋποθέσεις. Συγκεκριμένα, η θερμοκρασία του αέρα πρέπει να κυμαίνεται από 200 έως 260 βαθμούς Κελσίου, η πίεση δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 300 MPa . Επιπλέον, απαιτείται η παρουσία ενός καταλύτη, η λειτουργία του οποίου μπορεί να εκτελεστεί με οξυγόνο ή οργανικό υπεροξείδιο. Η ίδια η διαδικασία παραγωγής πραγματοποιείται σε αυτόκλειστο ή σωληνωτό αντιδραστήρα.

Όσον αφορά τα άμεσα χαρακτηριστικά του υλικού, το πολυαιθυλένιο υψηλής πυκνότητας είναι ελαφρύ και ελαστικό. Έχει έντονα διηλεκτρικά χαρακτηριστικά. Η ιδιαιτερότητα του υλικού είναι ότι ένα τέτοιο πολυαιθυλένιο είναι μάλλον εύκολο να ανακυκλωθεί.

Χαμηλός

Οι προϋποθέσεις που απαιτούνται για την απόκτηση πολυαιθυλενίου χαμηλής πυκνότητας πρέπει να είναι οι εξής:

• δείκτες θερμοκρασίας - 120-150 βαθμοί Κελσίου.
• επίπεδο πίεσης - 0, 1-2 MPa.
• την παρουσία ενός καταλύτη, για παράδειγμα καταλυτών Ziegler-Natta.

Ως αποτέλεσμα της διαδικασίας πολυμερισμού, σχηματίζεται ένα υλικό που επιτρέπει την ψύξη στους -80 βαθμούς Κελσίου.

Επιπλέον, το πολυαιθυλένιο χαμηλής πυκνότητας είναι πολύ ελαφρύ και ελαστικό και η επιφάνειά του έχει χαρακτηριστική γυαλάδα.

Μέσης

Το πολυαιθυλένιο μέσης πυκνότητας παράγεται σε θερμοκρασία 100-120 βαθμών Κελσίου. Σε αυτή την περίπτωση, η πίεση πρέπει να είναι στο επίπεδο των 3-4 MPa και συνιστάται η χρήση μείγματος TiCl4 και AlR3 ως καταλύτη αντίδρασης . Πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι η τελική ένωση θα σχηματιστεί σε νιφάδες.

Έτσι, οι υπάρχουσες ποικιλίες πολυαιθυλενίου διαφέρουν τόσο στις ιδιότητες και τα χαρακτηριστικά τους, όσο και στις μεθόδους παραγωγής.

Δημοφιλείς κατασκευαστές

Λόγω του γεγονότος ότι το πολυαιθυλένιο είναι ένα υλικό που είναι ευρέως διαδεδομένο, είναι δημοφιλές και σε ζήτηση μεταξύ των καταναλωτών, ένας μεγάλος αριθμός εμπορικών σημάτων ασχολείται με την παραγωγή του. Ας εξετάσουμε τα κυριότερα.

Kazanorgsintez

Στο έδαφος της Ρωσικής Ομοσπονδίας, αυτή η εταιρεία είναι ένας από τους μεγαλύτερους παραγωγούς πολυαιθυλενίου (και η γκάμα περιλαμβάνει υλικό τόσο χαμηλής όσο και υψηλής πυκνότητας). Παρά το γεγονός ότι αυτή η μάρκα εμφανίστηκε στην αγορά το 1950, η πρώτη παρτίδα του προϊόντος εμφανίστηκε μόνο 13 χρόνια αργότερα . Είναι επίσης σημαντικό να σημειωθεί ότι η ποικιλία της μάρκας περιλαμβάνει όχι μόνο πολυαιθυλένιο, αλλά και μια σειρά άλλων χημικών ενώσεων. Όπως υποδηλώνει το όνομα, η εταιρεία βρίσκεται στο Καζάν.

Nizhnekamskneftekhim

Οι εγκαταστάσεις παραγωγής του εργοστασίου, καθώς και τα ίδια τα προϊόντα της Nizhnekamskneftekhim, πληρούν όλες τις σύγχρονες τεχνολογικές απαιτήσεις. Οι εργαζόμενοι της εταιρείας επικεντρώνονται στην εισαγωγή καινοτόμων τεχνολογιών και επιστημονικών εξελίξεων . Ταυτόχρονα, χρησιμοποιούνται μόνο πρώτες ύλες υψηλής ποιότητας εδώ. Όσον αφορά τα διακριτικά χαρακτηριστικά του πολυαιθυλενίου από αυτήν την εταιρεία, πρέπει να σημειωθούν ιδιότητες όπως υψηλό επίπεδο πρόσφυσης, λεία και διαφανή επιφάνεια, συμμόρφωση με τα διεθνή πρότυπα και πολλές άλλες θετικές ιδιότητες.

Σταυρόλεν

Αυτή η εταιρεία ασχολείται με την παραγωγή ποικιλίας πετροχημικών προϊόντων. Για πρώτη φορά, η Stavrolen παρήγαγε πολυαιθυλένιο σε μορφή σκόνης. Τα προϊόντα της εταιρείας αντιστοιχούν σε παγκόσμιο επίπεδο και έχουν ζήτηση σε ένα ευρύ φάσμα καταναλωτών . Οι εργαζόμενοι της εταιρείας χρησιμοποιούν τη μέθοδο πολυμερισμού σε αέρια κατάσταση για να αποκτήσουν χημικό υλικό.

Τομσκνεφτέχιμ

Η εταιρεία Tomskneftekhim παράγει πολυαιθυλένιο χρησιμοποιώντας τεχνολογία πολυμερισμού, η οποία χαρακτηρίζεται από υψηλή πίεση στον αντιδραστήρα. πρέπει να σημειωθεί ότι τα προϊόντα που κατασκευάζονται από αυτό το εμπορικό σήμα είναι δημοφιλή όχι μόνο στην εγχώρια αγορά, αλλά εξάγονται και στο εξωτερικό . Για να δημιουργήσει μια βάση πρώτων υλών, η οποία είναι η αφετηρία για την παραγωγή πολυαιθυλενίου, η Tomskneftekhim ασχολείται με την επεξεργασία υδρογονανθράκων (συγκεκριμένα, υγροποιημένα αέρια και βενζίνη).

Εργοστάσιο πολυμερούς Άγγαρσκ

Το εργοστάσιο ασχολείται με την παραγωγή πολυαιθυλενίου υψηλής πυκνότητας βαθμού 10803-020 V / C. Όσον αφορά τους όγκους παραγωγής, η εταιρεία παράγει περίπου 300 τόνους υλικού σε 1 χρόνο. Το πολυαιθυλένιο αυτής της μάρκας είναι υψηλής ποιότητας και διαθέτει τα κατάλληλα πιστοποιητικά . Οι χημικές ενώσεις αυτής της εταιρείας χωρίζονται σε 3 κατηγορίες: ανώτερη, πρώτη και δεύτερη τάξη. Όσον αφορά την πυκνότητα, αυτό το υλικό είναι στο επίπεδο των 0,90 g / cm3. Η επιμήκυνση στο διάλειμμα είναι 550%. Το πολυαιθυλένιο "Angarsk Polymer Plant" χρησιμοποιείται για την κατασκευή τεχνικών προϊόντων, παιχνιδιών, συσκευασιών, γεωργικών προϊόντων και άλλων.

Ufaorgsintez (Bashneft)

Αυτή η επιχείρηση είναι μία από τις παλαιότερες εγκαταστάσεις παραγωγής πολυαιθυλενίου στην επικράτεια της πολιτείας μας. Η παραγωγή μιας χημικής ένωσης πολυαιθυλενίου στο πλαίσιο του Ufaorgsintez (Bashneft) χρονολογείται από το 1967. Η εταιρεία παράγει διάφορους τύπους υλικών που καλύπτουν τις ανάγκες της αγοράς . Το πολυαιθυλένιο αυτού του σήματος χρησιμοποιείται για την κατασκευή τεχνικών προϊόντων, συσκευασίας τροφίμων και φαρμάκων, παιδικών παιχνιδιών και άλλων προϊόντων.

Πολυμίρ

Αυτή η εταιρεία βρίσκεται στη Λευκορωσία. Ωστόσο, τα προϊόντα της εταιρείας είναι διαδεδομένα και δημοφιλή πολύ πέρα από τα σύνορα αυτής της χώρας. Το πολυαιθυλένιο από το "Polimir" διατηρεί την ανταγωνιστικότητά του λόγω της υψηλής τεχνολογικής αποτελεσματικότητας της διαδικασίας παραγωγής, μιας μεγάλης γκάμας προϊόντων και υψηλής ποιότητας πρώτων υλών . Μιλώντας για την ποικιλία υλικού, θα πρέπει να ειπωθεί ότι η εταιρεία παράγει υλικό βαθμών 10204-003, 10803020, 15803-020 και πολλά άλλα. Επιπλέον, κάθε μία από αυτές τις μάρκες χρησιμοποιείται για την παραγωγή διαφόρων κατηγοριών προϊόντων (για παράδειγμα, σωλήνες, μεμβράνες, χαρτί, βαφές).

Gazprom neftekhim Salavat

Η παραγωγή πολυαιθυλενίου πραγματοποιείται σε πολλά εργαστήρια του εργοστασίου. Ταυτόχρονα, πωλείται υλικό χαμηλής και υψηλής πυκνότητας. Η τοποθεσία του εργοστασίου είναι Σαλαβάτ, Δημοκρατία του Μπασκορτοστάν. Ως αρχικά υλικά χρησιμοποιούνται αιθυλένιο, βουτένιο, υδρογόνο και εξάνιο.

Ετσι, στο έδαφος της Ρωσικής Ομοσπονδίας υπάρχει ένας τεράστιος αριθμός εργοστασίων και εργοστασίων που ασχολούνται επαγγελματικά με την κατασκευή πολυαιθυλενίου . Αυτό το γεγονός αποδεικνύει ότι το υλικό είναι διαδεδομένο, δημοφιλές και απαραίτητο σε πολλούς τομείς της ανθρώπινης δραστηριότητας. Ταυτόχρονα, το εγχώριο υλικό είναι υψηλής ποιότητας.

Εφαρμογή

Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, το πολυαιθυλένιο είναι ένα από τα πιο διαδεδομένα και απαιτούμενα υλικά, αντίστοιχα, χρησιμοποιείται σε μεγάλο αριθμό περιοχών και για την παραγωγή διαφόρων προϊόντων.

Εφαρμογή πολυαιθυλενίου:

παραγωγή πυκνών τροφίμων και τεχνικής μεμβράνης σε ρολά

παραγωγή εμπορευματοκιβωτίων και προϊόντων συσκευασίας (για παράδειγμα, πλαστικές σακούλες) ·

κατασκευή σωλήνων αποχέτευσης, καθώς και σωλήνων παροχής νερού ·

κατασκευή φύλλου για μόνωση (για παράδειγμα, ηλεκτρική μόνωση)

δημιουργία κόλλας θερμής τήξης

παραγωγή θερμομονωτικών

Αυτό, φυσικά, δεν είναι μια πλήρης λίστα.

Ωστόσο, πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι η ευρεία χρήση πολυαιθυλενίου μπορεί να επηρεάσει αρνητικά την οικολογική κατάσταση του περιβάλλοντος.

Το θεμα ειναι αυτο αυτό το υλικό αποσυντίθεται για αρκετά μεγάλο χρονικό διάστημα (σε ορισμένες περιπτώσεις το υλικό δεν αποσυντίθεται καθόλου) . Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε ρύπανση της ατμόσφαιρας, των ωκεανών και του πλανήτη στο σύνολό του, καθώς και σε άλλες αρνητικές συνέπειες (για παράδειγμα, πολλά ζώα πεθαίνουν από την κατανάλωση πολυαιθυλενίου).

Διάθεση

Το πολυαιθυλένιο μπορεί να είναι είτε πρωτογενές είτε δευτερογενές. Αυτό σημαίνει ότι αφού το αρχικά κατασκευασμένο προϊόν πολυαιθυλενίου καταστεί άχρηστο, μπορεί να ανακυκλωθεί και να επαναχρησιμοποιηθεί. Τεχνικές όπως εξώθηση, χύτευση με εμφύσηση, χύτευση με έγχυση και χύτευση με αέρα χρησιμοποιούνται για την επεξεργασία ενώσεων πολυαιθυλενίου.

Όσον αφορά τη διαδικασία άμεσης διάθεσης, είναι συχνότερα η μέθοδος αποτέφρωσης . Ωστόσο, μόλις θερμανθεί το πολυαιθυλένιο (για παράδειγμα, σε άμεσο ηλιακό φως), απελευθερώνει πτητικά προϊόντα. Συνεπώς, λαμβάνει χώρα η διαδικασία σχηματισμού ενώσεων χαμηλής ζέσεως.

Έτσι, η διαδικασία αποτέφρωσης πολυαιθυλενίου από τα χαρακτηριστικά και τα χαρακτηριστικά του είναι μια πολύπλοκη χημική διαδικασία.

Χαρακτηριστικά αποσύνθεσης

Όπως ήδη αναφέρθηκε, το πολυαιθυλένιο είναι ένα υλικό που αποσυντίθεται για πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα, θα χρειαστούν πολλά χρόνια για να ολοκληρωθεί αυτή η διαδικασία. Ταυτόχρονα, οι μέθοδοι βιολογικής αποσύνθεσης αυτής της χημικής ένωσης γίνονται όλο και πιο δημοφιλείς σήμερα.

Ετσι, για την εφαρμογή διαδικασιών βιοαποικοδόμησης, χρησιμοποιούνται ειδικά καλούπια Penicillium simplicissimum . Με τη βοήθειά τους, το πολυαιθυλένιο μπορεί να ανακυκλωθεί μερικώς εντός 90 ημερών. Ωστόσο, για να είναι αυτή η διαδικασία όσο το δυνατόν πιο αποτελεσματική, το υλικό πρέπει πρώτα να υποβληθεί σε επεξεργασία με νιτρικό οξύ. Εκτός από τον παραπάνω τύπο βακτηρίων, συνιστάται επίσης η χρήση των μικροοργανισμών Nocardia asteroides. Πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι η αποσύνθεση του πολυαιθυλενίου (ακόμη και με τη χρήση συγκεκριμένων βακτηρίων) μπορεί να διαρκέσει αρκετά χρόνια (τουλάχιστον 8).

Το πολυαιθυλένιο είναι ένα δημοφιλές και απαιτούμενο υλικό που χρησιμοποιείται για διάφορους σκοπούς. Στις φυσικές και χημικές του ιδιότητες, διαφέρει από πολλά άλλα υλικά, λόγω των οποίων είναι ευρέως διαδεδομένο. Επιπλέον, υπάρχουν διάφορες ποικιλίες του, καθένα από τα οποία έχει τα δικά του μοναδικά χαρακτηριστικά.