Виробництво поліетилену, полівінілхлорид
виробництво поліетилену
Родоначальник ряду алкенів - етилен виявився для хіміків «міцним горішком» - аж до 1933 року виробництво поліетилену - його полімеризація з етилену - вченим не вдавалася. Першою була відкрита радикальна полімеризація етилену і, як це часто буває, виявили її випадково. У 1933 р проводячи експерименти з отримання стиролу з суміші бензолу з етиленом при високому тиску, дослідники виділили з продуктів реакції в'язку прозору масу - перший зразок поліетилену.
Макромолекули такого полімеру мають багато розгалужень в ланцюзі, і тому матеріал характеризується малої ступенем кристалічності і невисокою міцністю.
У 1954 р Карл Циглер і Джуліо Натта відкрили новий металоорганічного каталізатор, завдяки чому виробництво поліетилену їм вдалося здійснити іонну при атмосферному тиску і температурі 60 ° С.
Полімеризацію етилену при низькому тиску часто проводять в суміші з вищими алкенами: бутеном-1; гексеном-1; 4-метілпентеном-1 і ін. У поліетилену цього виду в молекулах дуже мало розгалужень, він регулярний, кристалічний і міцний.
Простежується цікава закономірність: при високому тиску утворюється поліетилен низької щільності і міцності, а при низькому - навпаки. Ще одна відмінність: у поліетилену низького тиску велика ступінь полімеризації: вона сягає 300 000; а у поліетилену високого тиску - 50 000.
Поліетилен - один з найпоширеніших синтетичних полімерів. Це і всім відома поліетиленова плівка - прекрасний пакувальний матеріал, і не піддаються корозії поліетиленові труби, і легка, зручна в зверненні посуд.
поліпропілен
Найближчий гомолог етилену - пропілен. У 1955-1956 рр. Джуліо Натта вдалося отримати поліпропілен регулярного будови методом іонної полімеризації, використовуючи комплексний каталізатор на основі триетилалюмінію (С2 Н5) 3 Аl і тетрахлориду титану TiCl4.
Поліпропілен - родич поліетилену володіє цінними властивостями: у нього висока температура розм'якшення (близько 170 ° С), підвищені жорсткість і міцність у порівнянні з поліетиленом. Завдяки цим властивостям, а також доступності вихідного мономера, поліпропілен застосовують при виготовленні трубопроводів, хімічної апаратури і різних предметів домашнього ужитку.
полістирол
При заміщенні одного з атомів водню в молекулі етилену на бензольне ядро утворюється нова «заготівля» для отримання соєвого молока - вінілбензол (стирол) СН2 = СН-С6Н5.
Радикальна полімеризація стиролу призводить до утворення нерегулярного полістиролу. В такому полімері нерегулярні макромолекули, що містять об'ємні неполярні заступники, не можуть утворювати кристали. Тому полістирол легко плавиться і розчиняється в багатьох органічних рідинах, а при кімнатній температурі знаходиться в аморфному стані. При 100 ° С полістирол розм'якшується, а при 185 ° С - перетворюється на в'язку рідину.
полівінілхлорид
При заміні в етилену атома водню на хлор утворюється ще один мономер - вінілхлорид СН2 = СН-Cl. Вперше його полімеризацію здійснив в 1872 р німецький хімік Ейген Бауман (1846 - 1896). Заслугою цього дослідника стала розробка способу радикальної полімеризації вінілхлориду в присутності органічних пероксидів.
При цьому виходить регулярний полімер, освіті якого сприяє висока полярність молекули вінілхлориду - в процесі полімеризації їй вигідно підійти до підростаючої кінця макромолекули тільки однією стороною.
Активне практичне використання полівінілхлориду (скорочено ПВХ) почалося порівняно недавно - лише з середини XX ст. Проблема була в тому, що чистий полівінілхлорид володіє багатьма недоліками. При кімнатній температурі він дуже крихкий і нееластичний. Крім того, його важко розчинити або розплавити, а це сильно ускладнює переробку полімеру. У 30-х рр. вченим вдалося знайти спеціальні речовини - стабілізатори, що збільшують стійкість полівінілхлориду до дії тепла і світла. Новий матеріал - пластифікований полівінілхлорид набув широкого поширення. Зараз з нього роблять ізоляцію для електричних проводів - тут він витіснив більш горючу і менш хімічно стійку гуму. Дощові плащі, іграшки, паркетні плитки, один з видів штучної шкіри - ось далеко не повний список речей повсякденного вжитку, зроблених з «найстарішого» полімеру - полівінілхлориду.
Компанія пропонує купити ПВХ в Нижньому Новгороді без націнок посередників
Перейти на англійську
Production of polyethylene, polyvinyl chloride