Молекулярну будову правити, правити вихідний текст

Поліпропілен (ПП) - це термопластичний полімер пропілену (пропена).

Поліпропілен (хостален, данлай, мопла, НОВОЛ, оле-форм, полі-про, Пропата, профакс і ін.) [-СН2 СН (СН3) -] ", бесцв. термопластичний полімер. Залежно від просторів. розташування груп СН3 відомі ізотактіч. сіндіотактіч. атактіч. і стереоблочний поліпропілен. Наїб. пром. значення має ізотактичний поліпропілен (ступінь ізотактічності 95-99%), макромолекули якого мають спіральну конформацію. Його среднечісловая мовляв. м. (75-300) • 10 3, він легко кристалізується (макс. ступінь кристалічності 75%); т.пл. 160-176 ° С; плотн. 0,90-0,92 г / см 3; т. скл. від - 10 до - 20 ° С; не розчин. в орг. розчинниках, в т.ч. киплячому гептане; ММР 3-20. Стійкий введенні (аж до 130 ° С) і агресивних середовищах, крім сильних окислювачів (конц. HNO3. H2 SO4. Хромова суміш). У тонких плівках практично прозорий.

Поліпропілен (Полипропен) - PP (випускається під торговими марками: Бален, ЛІПОЛ, НОВОЛ, олеформ, Пропата, краплі, HOSTALEN, MOPLEN). Великотоннажне виробництво поліпропілену налагоджено як вУкаіни, так і в багатьох зарубіжних країнах. Виробники поліпропілену - практично всі великі нафтохімічні компанії світу.

Поліпропілен - синтетичний термопластичний неполярний полімер, що належить до класу поліолефінів. Продукт полімеризації пропілену. Тверда речовина білого кольору.

термопластичний полімер Пропилен а, [-CH2 -CH (CH3) -] n; безбарвна кристалічна речовина ізотактичний структури, молекулярна маса M̅ω 300-700 тис. максимальний ступінь кристалічності 73-75%, щільність 0,92-0,93 г / см3 при 20 ° С, tпл 172 ° С. Для П. характерні висока ударна міцність (ударна в'язкість з надрізом 5-12 кдж / м2, або кгс .Див / см2), висока стійкість до багаторазових вигинів, низька паро- і газопроникність; по зносостійкості він порівнянний з поліамідами. П. - хороший діелектрик (тангенс кута діелектричних втрат 0,0003- 0,0005 за 1 МГц), погано проводить тепло. Він не розчиняється в органічних розчинниках, стійкий до впливу киплячої води і лугів, але темніє і руйнується під дією HNO3. H2 SO4. хромової суміші. П. має низьку термо- і світлостійкістю, тому в нього вводять спеціальні добавки - стабілізатори полімерних матеріалів.

Отримання поліпропілену. Сировиною для поліпропілену служить газ пропілен (пропен). У промисловості отримують полімеризацією пропілену головним чином в масі а також в розчині. Реакцію в масі здійснюють при 70-80 0 С і тиску 2,7-3,0 МПа. Завдяки відсутності розчинника спрощується виділення і сушка поліпропілену. Полімеризацію в розчині (розчинник - гептан, низькооктанові фракції бензину; t = 70-80 0 С, p = 0,5-0,1 МПа, каталізатори - хлориди титану TiCl3 з алюмінійорганіческіх сполуками Al (C2 H5) 2 Cl) проводять до змісту поліпропілену в розчиннику 300-400 г / л. Після відділення на центрифузі поліпропілен відмивають від залишків каталізатора спиртом, сумішшю води зі спиртом. Порошкоподібний поліпропілен сушать, змішують із стабілізаторами, барвниками і потім гранулюють. Як правило, поліпропілен випускають у вигляді гранул діаметром 2-5 міліметрів (набагато рідше порошку). ПП відноситься до класу поліолефінів. Існує кілька підкласів поліпропілену.

За типом молекулярної структури можна виділити три основні типи: ізотактичний, сіндіотактіческій і атактический. Ізотактичний і сіндіотактіческая молекулярні структури можуть характеризуватися різним ступенем досконалості просторової регулярності. Стереоізомери поліпропілену суттєво відрізняються за механічним, фізичним і хімічним властивостям. Атактичний поліпропілен є каучукоподібний матеріал з високою плинністю, температурою плавлення - близько 80 ° С, щільністю - 850 кг / м3, хорошою розчинність в діетиловому ефірі. Ізотактичний поліпропілен за своїми властивостями вигідно відрізняється від атактична, а саме: він має високий модулем пружності, більшою щільністю - 910 кг / м3, високою температурою плавлення - 165-170 ° С і кращу стійкість до дії хімічних реагентів. Стереоблокполімер поліпропілену при дослідженні за допомогою рентгенівських променів виявляє певну кристалличность, яка не може бути такою ж повною, як у чисто ізотактичний фракцій, оскільки атактические ділянки викликають порушення в кристалічній решітці. Ізотактичний і сіндіотактіческій утворюються випадковим чином;

Поліпропілен отримують в промисловості шляхом полімеризації пропілену за допомогою каталізаторів Циглера-Натта або металлоценовий каталізаторами. Полімеризація відбувається при тиску 10 атм. І температурі до 80 ºС. Спосіб виробництва поліпропілен за допомогою каталізатора Циглера-Натта був винайдений в 1957 році. Завдяки винаходам Циглера і Натта стало можливим виробництво ізотактичного поліпропілену.

Джерелом сировини для промислового виробництва пропілену можуть служити

продукти переробки нафти, а також природні вуглеводневі гази.

Пропілен отримують різними методами: а) поділом газів

нафтопереробки, що містять олефіни; б) пиролизом етану і пропану,

містяться в газах нафтопереробки; в) пиролизом етану та вищих алканів,

виділених з природного газу; г) пиролизом рідких вуглеводнів.

Таблиця 1 Плановане виробництво мономерів в США (в тис. Т)

Пропілен виділяють з газів крекінгу нафти або нафтопродуктів. Створюючи необхідні умови крекінгу, а саме: тиск, температуру, тривалість процесу і застосовуючи необхідний каталізатор, можна направити деструкцію вуглеводнів, що входять до складу нафти, в бік утворення переважно пропілену і етилену. Виділення з суміші пропилену і очищення його здійснюються методом глибокого охлаженія. Пропілен - це безбарвний горючий газ зі слабким запахом. Молекулярна маса його 42,078, температура плавлення - 185,25 ° С, температура кипіння - 47,70 ° С, температура самозаймання - 455 ° С, межі вибуховості в суміші з повітрям - 2,0-11,1% (об'ємних). У газах крекінгу нафти він міститься в кількості 5-18% (по масі). Пропілен вельми реакционноспособен і легко приєднує по подвійних зв'язках різноманітні сполуки.

У промисловості поліпропілен отримують полімеризацією пропілену в розчиннику (бензині, гектане, пропані) при тиску 1-4 МПа (в залежності від застосовуваного розчинника). Реакція йде при 70 ° С в присутності каталітичного комплексу AiRg + TiCI3. Максимальна активність каталізатора при молярному співвідношенні AiRg: TiCl3> 3. 2. Ступінь кристалічності поліпропілену залежить від розміру часток каталізатора. Активність найбільш часто застосовуваного каталітичного комплексу зменшується в присутності кисню повітря або слідів вологи, тому полімеризацію проводять в атмосфері азоту, використовуючи ретельно осушені розчинник і пропілен. В апаратах 1 м 2 готують каталізатор. Компоненти каталізатора дозуються насосами і потрапляють в заданому співвідношенні в полімеризатор, куди одночасно надходить і мономер. Тепло полімеризації відводять за рахунок охолодження стінок реактора або охолоджуючим змійовиком. Утвориться суспензія полімеру самопливом надходить до друку, в якому знаходиться спирт (вищий) для припинення полімеризації і розкладання каталізатора. Потім проводять фільтрацію полімеру і видалення залишків розчинника гострим водяною парою. В силу малої щільності поліпропілену він спливає на поверхню води. Після відділення поліпропілену від води і сушки він піддається остаточної просушування в потоці азоту. Метод виробництва ізотактичного поліпропілену в присутності окисно-хромових каталізаторів на алюмосиликате. Велику увагу приділяють подальшого вдосконалення процесу полімеризації. Так, в Англії був запропонований метод полімеризації поліпропілену в зріджених низкокипящих вуглеводнях (в чистому пропілену, пропан або бутан). При цьому спрощується очищення вихідних вуглеводнів, відведення тепла полімеризації за рахунок теплоти випаровування розчинника і з'являється можливість, високих швидкостей полімеризації. Ведуться роботи в напрямку зменшення кількості циркулюючих розчинників в процесі полімеризації. З цією метою пропонується проводити полімеризацію газоподібного поліпропілену під дією комплексних каталізаторів: треххлористого титану + тріетілаллюмінія, нанесених на частинки порошкоподібного полімеру або при температурах вище температури плавлення поліпропілену, коли утворився полімер стікає з носія каталізатора.

Вихідна сировина. Початковою сировиною для виробництва поліпропілену є пропілен - неграничні вуглеводень формули СН2 = СН - СН3. Це безбарвний газ, що володіє слабким характерним для олефінів запахом. У промисловості його виділяють з газоподібних продуктів термічного і каталітичного крекінгу нафти, так званого крекінг-газу. Поліпропілен також може бути отриманий спільно з етиленом при піролізі гасу, низькооктанових фракцій бензину або природних газів. Зазвичай він виділяється в суміші з пропаном. Отриману таким чином пропан-пропіленову фракцію для видалення домішок, піддають тонкої ректифікації. Концентрації домішок в одержуваної фракції повинна складати не більше 0,3 - 0,1%, - в основному пропан. Фракція, яка використовується для полімеризації не повинна містити з'єднань, здатних "отруїти" каталізатор, таких як СО, СО2, вода, сірчисті з'єднання, похідні ацетилену. Ці домішки видаляються в процесі тонкого очищення реакційної суміші.