Πολυαιθυλένιο

Πολυαιθυλένιο ή polyethene είναι α θερμοπλαστικός προϊόντα που χρησιμοποιούνται ευρέως στα καταναλωτικά προϊόντα (οι τόνοι πάνω από 60M είναι παραχθέντες παγκόσμιοι κάθε έτος). Το όνομά του προέρχεται από μονομερές ethene χρησιμοποιημένος για να δημιουργήσει το πολυμερές σώμα.

Στην πολυμερή βιομηχανία το όνομα κονταίνουν μερικές φορές PE, παρόμοιος με το πώς άλλα πολυμερή σώματα όπως πολυπροπυλένιο και πολυστυρόλιο στα PP και PS, αντίστοιχα. Ηνωμένο Βασίλειο το πολυμερές σώμα καλείται πολυαιθυλένιο. (ε.γ. Beatles τραγούδι Πολυαιθυλένιο Pam).

ethene μόριο (που είναι γνωστό σχεδόν παγκοσμίως από το του μη -IUPAC αιθυλένιο ονόματος), Γ2Χ4 είναι CH2 = CH2, Δύο CH2 συνδεμένος με έναν διπλό δεσμό, κατά συνέπεια:

image:Ethene.png

Το πολυαιθυλένιο δημιουργείται κατευθείαν πολυμερισμός από το ethene. Μπορεί να παραχθεί κατευθείαν ριζικός πολυμερισμός, ανιονικός πολυμερισμός, και κατιονικός πολυμερισμός. Αυτό είναι επειδή ethene δεν έχει οποιεσδήποτε substituent ομάδες που επηρεάζουν τη σταθερότητα του κεφαλιού διάδοσης του πολυμερούς σώματος. Κάθε μια από αυτές τις μεθόδους οδηγεί σε έναν διαφορετικό τύπο πολυαιθυλενίου.

image:polyethene_monomer.png



Περιεχόμενο

Ταξινόμηση των polyethylenes

Το πολυαιθυλένιο είναι ταξινομημένο σε διάφορες διαφορετικές κατηγορίες βασισμένες συνήθως στο του πυκνότητα και διακλάδωση. Οι μηχανικές ιδιότητες του PE εξαρτώνται σημαντικά από τις μεταβλητές όπως η έκταση και ο τύπος διακλάδωση, η δομή κρυστάλλου, και μοριακό βάρος.

  • UHMWPE (υπερβολικό PE μοριακού ψηλού βάρους)
  • HDPE (PE υψηλής πυκνότητας)
  • HDXLPE (υψηλή πυκνότητα διασυνδεμένος PE)
  • PEX (διασυνδεμένο PE)
  • MDPE (μέσο PE πυκνότητας)
  • Ldpe (PE χαμηλής πυκνότητας)
  • LLDPE (γραμμικό PE χαμηλής πυκνότητας)
  • VLDPE (πολύ PE χαμηλής πυκνότητας)

UHMWPE είναι πολυαιθυλένιο με μια αρίθμηση μοριακού βάρους στα εκατομμύρια, συνήθως μεταξύ 3,1 και 5,67 εκατομμυρίων. Το μοριακό ψηλό βάρος οδηγεί στη λιγότερο αποδοτική συσκευασία των αλυσίδων δομή κρυστάλλου όπως αποδεικνύεται από τις πυκνότητες λιγότερο από το πολυαιθυλένιο υψηλής πυκνότητας (ε.γ. 0,935 - 0.930). Ο υψηλός μοριακό βάρος αποτελέσματα πολύ σκληρός υλικό. UHMWPE μπορεί να γίνει μέσω οποιασδήποτε τεχνολογίας καταλυτών, αν και οι καταλύτες Ziegler είναι οι πιό κοινόσι. UHMWPE χρησιμοποιείται στις υψηλές ίνες συντελεστών και στις αλεξίσφαιρες φανέλλες.

HDPE καθορίζεται από μια πυκνότητα μεγαλύτερος ή ίσος με 0,941 γ/CC. HDPE έχει έναν χαμηλό βαθμό διακλάδωσης και έτσι ισχυρότερων διαμοριακών δυνάμεων και εκτατής δύναμης. HDPE μπορεί να παραχθεί από το χρώμιο/καταλύτες πυριτίου, Ζηεγλερ- Natta καταλύτες ή metallocene καταλύτες. Η έλλειψη διακλάδωσης εξασφαλίζεται από μια κατάλληλη επιλογή του καταλύτη (ε.γ. Καταλύτες χρωμίου ή καταλύτες ζηεγλερ- Natta και όροι αντίδρασης.

PEX είναι ένα μέσο - στον υψηλής πυκνότητας περιορισμό πολυαιθυλενίου διασύνδεση δεσμοί που εισάγονται στην πολυμερή δομή, αλλαγή του thermoplast ελαστομερές. Οι υψηλής θερμοκρασίας ιδιότητες του πολυμερούς σώματος βελτιώνονται, η ροή της μειώνεται και η χημική αντίστασή της ενισχύεται.

MDPE καθορίζεται από μια σειρά πυκνότητας 0,926 - των 0.0.940 γ/CC. MDPE μπορεί να παραχθεί από το χρώμιο/καταλύτες πυριτίου, Ζηεγλερ- Natta καταλύτες ή metallocene καταλύτες.

LLDPE καθορίζεται από μια σειρά πυκνότητας 0,915 - 0,925 γ/CC. είναι ένα ουσιαστικά γραμμικό πολυμερές σώμα, με τους σημαντικούς αριθμούς κοντών κλάδων, συνήθως γίνοντας κοντά copolymerization από το αιθυλένιο με τις short-chain άλφα-ολεφίνες (ε.γ. 1-βουτένιο, 1-χεξενε, και 1-οθτενε.

Ldpe καθορίζεται από μια σειρά πυκνότητας 0,910 - 0,940 γ/CC. Ldpe έχει έναν υψηλό βαθμό σύντομης και αλλεπάλληλης διακλάδωσης, ποια μέσα που οι αλυσίδες δεν συσκευάζουν δομή κρυστάλλου επίσης. Έχει επομένως τις λιγότερες ισχυρές διαμοριακές δυνάμεις ως έλξη προκαλώ-διπόλων στιγμιαίος-διπόλων είναι λιγότερος. Αυτό οδηγεί σε έναν χαμηλότερο εκτατή δύναμη και αυξανόμενος ολκιμότητα. Ldpe δημιουργείται κοντά ελεύθερος ριζοσπάστης πολυμερισμός. Ο υψηλός βαθμός κλάδων με τις μακριές σειρές δίνει λειωμένο ldpe τις μοναδικές και επιθυμητές ιδιότητες ροής.

VLDPE καθορίζεται από μια σειρά πυκνότητας 0,880 - 0,915 γ/CC. είναι ένα ουσιαστικά γραμμικό πολυμερές σώμα, με τα υψηλά επίπεδα κοντών κλάδων αλυσίδων, συνήθως γίνοντας κοντά copolymerization από το αιθυλένιο με τις short-chain άλφα-ολεφίνες (ε.γ. 1-βουτένιο, 1-χεξενε, και 1-οθτενε. VLDPE ο συνηθέστερα παράγεται χρησιμοποιώντας metallocene τους καταλύτες λόγω στη μεγαλύτερη co-monomer ενσωμάτωση που εκτίθεται από αυτούς τους καταλύτες.

Η πιό κοινή οικιακή χρήση HDPE είναι στα εμπορευματοκιβώτια για γάλα, υγρό απορρυπαντικό πλυντηρίων, κ.λπ... η πιό κοινή οικιακή χρήση ldpe είναι μέσα πλαστικές τσάντες. LLDPE χρησιμοποιείται στην εύκαμπτη σωλήνωση και στις τσάντες είτε τακτοποιημένες είτε συνδυάζεται με ldpe.

HDPE επίσης ευρέως χρησιμοποιείται πυροτεχνήματα κοινότητα. Στους σωλήνες του ποικίλου μήκους (ανάλογα με το μέγεθος της διάταξης), HDPE χρησιμοποιείται ως αντικατάσταση για το παρεχόμενο χαρτόνι κονίαμα σωλήνες για δύο αρχικούς λόγους. Ένα, είναι πολύ ασφαλέστερο από τους παρεχόμενους σωλήνες χαρτονιού επειδή εάν ένα κοχύλι ήταν να δυσλειτουργήσει και να εκραγεί μέσα (δοχείο λουλουδιών) ένας HDPE σωλήνας, ο σωλήνας δεν θα καταστραφεί. Ο δεύτερος λόγος είναι ότι είναι επαναχρησιμοποιήσιμοι επιτρέποντας στους σχεδιαστές για να δημιουργήσουν τον πολλαπλάσιο πυροβολισμό ράφια κονιάματος. Όλοι pyrotechnicians αποθαρρύνετε τη χρήση PVC σωλήνωση ως σωλήνες κονιάματος επειδή καταστρέψτε την αποστολή shards από το πλαστικό στους πιθανούς θεατές που δεν θα παρουσιάσει μέσα ακτίνες X.

Πρόσφατα, πολλή ερευνητική δραστηριότητα έχει εστιάσει στη φύση και τη διανομή Αλλεπάλληλοι κλάδοι στο πολυαιθυλένιο. Αυτοί οι κλάδοι είναι παρόντες σε όλα τα polyethylenes μέχρι ενός ορισμένου βαθμού, αλλά είναι πολύ κοινός ldpe. Αν και HDPE, έχει ένα μικρό όμως σημαντικό ποσό αυτών των branches(perhaps 1 σε 100 ή 1000 κλάδους ανά άνθρακα σπονδυλικών στηλών) των πολύ μακριών κλάδων. Οι αλλεπάλληλοι κλάδοι δεν έχουν επιπτώσεις καταφανώς στη δύναμη των polyethylenes, μάλλον οι ιδιότητες του λειωμένου πολυμερούς σώματος επηρεάζονται εντυπωσιακά (Ι.ε. τα πολυμερή σώματα ρεολογία).


Ιστορία

Το πολυαιθυλένιο συντέθηκε αρχικά από Γερμανικά φαρμακοποιός Hans βον Pechmann, ποιος το προετοίμασε τυχαία μέσα 1898 θερμαίνοντας diazomethane. Όταν οι συνάδελφοί του Eugen Bamberger και Θ*Φρηεδρηθχ Tschirner χαρακτήρισε το λευκό, κέρινη ουσία που είχε δημιουργήσει, αναγνώρισαν ότι περιείχε πολύ - CH2- αλυσίδες και καλεσμένος του polymethylene.

Η πρώτη βιομηχανικά πρακτική σύνθεση πολυαιθυλενίου ανακαλύφθηκε (πάλι τυχαία) κοντά Θ*Ερηθ Fawcett και Reginald Gibson ICI χημικές ουσίες 1933. Επάνω στην εφαρμογή της εξαιρετικά υψηλής πίεσης (αρκετές ατμόσφαιρες) σε ένα μίγμα αιθυλενίου και βενζαλδεϋ'δη, παρήγαγαν πάλι ένα άσπρο κέρινο υλικό. Δεδομένου ότι η αντίδραση είχε αρχίσει από το ίχνος οξυγόνο μόλυνση στις συσκευές τους, το πείραμα ήταν πρώτα σε δύσκολο να αναπαραγάγει. Ήταν όχι πριν από 1935 ότι άλλος ICI φαρμακοποιός, Michael Perrin, ανέπτυξε αυτό το ατύχημα σε μια αναπαραγώγιμη υψηλή σύνθεση για το πολυαιθυλένιο που έγινε βάση για τη βιομηχανική ldpe αρχή παραγωγής μέσα 1939.

Τα επόμενα ορόσημα στη σύνθεση πολυαιθυλενίου έχουν στραφεί γύρω από την ανάπτυξη διάφορων τύπων καταλύτης που προωθεί τον πολυμερισμό αιθυλενίου στις περισσότερες ήπιες θερμοκρασίες και πιέσεις. Ο πρώτος αυτοί ήταν α τριοξείδιο χρωμίου βασισμένος καταλύτης που ανακαλύπτεται μέσα 1951 από Θ*Ροψερτ Banks και Θ*Ιοχν Hogan Πετρέλαιο Phillips. 1953, ο γερμανικός φαρμακοποιός Θ*Καρλ Ziegler ανέπτυξε ένα καταλυτικό σύστημα βασισμένο τιτάνιο αλογονίδια και organoaluminum ενώσεις που ελειτούργησαν ακόμα στους ηπιότερους όρους από τον καταλύτη Phillips. Ο καταλύτης Phillips είναι λιγότερο ακριβός και ευκολότερος να εργαστεί με, εντούτοις, και και οι δύο μέθοδοι χρησιμοποιούνται στη βιομηχανική πρακτική.

Μέχρι το τέλος η δεκαετία του '50 και το Phillips και Ziegler οι καταλύτες τύπων χρησιμοποιούνταν για HDPE την παραγωγή. Τα Phillips είχαν αρχικά τις δυσκολίες που παράγουν ένα HDPE προϊόν της ομοιόμορφης ποιότητας, και γεμισμένες αποθήκες εμπορευμάτων με το πλαστικό από-προδιαγραφών. Εντούτοις, η οικονομική καταστροφή αποτράπηκε απροσδόκητα μέσα 1957, όταν στεφάνη hula, ένα παιχνίδι που αποτελείται από έναν κυκλικό σωλήνα πολυαιθυλενίου, έγινε μια μανία μεταξύ των εφήβων σε όλο Ηνωμένες Πολιτείες.

Ένας τρίτος τύπος καταλυτικού συστήματος, ένα βασισμένο metallocenes, ανακαλύφθηκε μέσα 1976 στη Γερμανία κοντά Walter Kaminsky και Θ*Χανσιο!ργ Sinn. Οι οικογένειες Ziegler και metallocene καταλυτών έχουν αποδειχθεί από τότε πολύ εύκαμπτες το αιθυλένιο με άλλο ολεφίνες και έχει γίνει η βάση για το ευρύ φάσμα των ρητινών πολυαιθυλενίου διαθέσιμων σήμερα, συμπεριλαμβανομένου VLDPE, και LLDPE. Τέτοιες ρητίνες, υπό μορφή ινών όπως Dyneema, έχετε (από το 2005) αρχισμένος για να αντικαθιστά aramids σε πολλές υψηλής αντοχής εφαρμογές.

Μέχρι σήμερα, τα metallocenes ήταν οι πιό ενεργοί καταλύτες ενιαίος-περιοχών για τον πολυμερισμό αιθυλενίου γνωστό - οι νέοι καταλύτες συγκρίνονται χαρακτηριστικά με το διχλωρίδιο zirconocene. Πολλή προσπάθεια ασκείται αυτήν την περίοδο στην ανάπτυξη της νέας ενιαίος-περιοχής (αποκαλούμενης μετα-μεταλλοθενε-μετα) καταλύτες, αυτός μπορεί να επιτρέψει το μεγαλύτερο συντονισμό της πολυμερούς δομής από είναι δυνατός με τα metallocenes. Πρόσφατα, εργασία από Fujita Mitsui η εταιρία (μεταξύ των άλλων) έχει καταδείξει ότι ορισμένα συγκροτήματα salicylaldimine Ομάδα 4 τα μέταλλα παρουσιάζουν ουσιαστικά υψηλότερη δραστηριότητα από τα metallocenes.

Σωματικές ιδιότητες

Ανάλογα με διαύγεια και μοριακό βάρος, α σημείο τήξης και μετάβαση γυαλιού μπορέστε ή δεν να είστε αισθητός. Η θερμοκρασία στην οποία αυτοί εμφανίζονται ποικίλλει έντονα με τον τύπο PE.

Εξωτερικές συνδέσεις

  1. Το Macrogalleria

 

  > Ελληνικά > en.wikipedia.org (Μηχανή που μεταφράζεται στα ελληνικά)