Общие сведения о полиэтилене и механизме полимеризации

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 541

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПОЛИЭТИЛЕНЕ И МЕХАНИЗМЕ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ

Асатова Е.В.

Башкирский государственный университет E-mail: Asatov864@gmail.com

В данной работе рассматриваются общие сведения о полиэтилене высокой плотности а также основной промышленный способ получения полиэтилена это суспензионный метод который является традиционным в мировом производстве полиэтилена высокой плотности.

Ключевые слова: ПЭВП, суспензионный метод, ионно-координационная полимеризация.

полиэтилен плотность промышленный суспензионный

OVERVIEW OF POLYETHYLENE AND POLYMERIZATION

Asatova E.V.

This paper discusses the overview of the high-density polyethylene as well as the main industrial method of obtaining this polyethylene suspension method that is traditional in the world the production of high-density polyethylene.

Key words: HDPE, suspension method, ion-coordinating polymerization.

Полиолефины занимают ведущее положение среди получаемых в промышленности пластических масс, как по масштабам производства, так и по широте их практического использования. Среди производимых в мире пластиков полиэтилен по объему производства занимает первое место. Обусловлено это тем, что изделия из него обладают уникальными свойствами: прочностью и эластичностью, стойкостью к агрессивным средам и радиации, они нетоксичны, экологически безвредны, работоспособны в широком интервале температур. Наибольшее применение приобрели два наиболее распространенные вида полиэтилена: ПЭНП, производимый по технологии высокого давления и ПЭВП, получаемый по технологии с использованием низкого давления [1].

ПЭВП получают ионно-координационной полимеризацией с использованием катализаторов Циглера-Натта и металлоценовых катализаторов при умеренных температурах (до 150 °С) и давлениях (до 20 атм).

Ионно-координационная полимеризация - каталитический процесс образования макромолекул, в котором стадии разрыва р-связи в мономере предшествует возникновение координационного комплекса между ним и катализатором.

Рисунок 1 - Принципиальная схема роста цепи полиэтилена

ПЭВП с бимодальным ММР сочетает лучшие свойства полиэтилена высокого давления и полиэтилена низкого давления, так как включает в себя две молекулярные фракции: низкомолекулярную и высокомолекулярную (рисунок 1.2). Низкомолекулярная фракция, прежде всего, определяет свойства полимера, влияющие на перерабатываемость материала. Тогда как высокомолекулярная фракция ответственна за свойства, влияющие на ударопрочность. От количества коротких цепей зависит степень кристалличности, а, следовательно, твердость материала, а от количества длинных -- механическая прочность и стойкость к растрескиванию.

ПЭВП с бимодальным ММР обладает высокой прочностью и термосклеиванием. Материал используется для производства ламинированных плёнок, пакетов, выдерживающих высокие нагрузки, плёнок для упаковки продуктов глубокой заморозки, для упаковки одноразовых шприцов, для производства медицинских перчаток. Особую ценность полиэтилен с бимодальным ММР представляет для изготовления труб высокого давления (полиэтилен ПЭ-100) [2].

Производство ПЭВП с такой сложной структурой требует специально разработанной технологии. На сегодняшний день в мире разработано несколько технологий: ступенчатая суспензионная и однореакторная газофазная.

Различают следующие основные промышленные способы получения полиэтилена:

под высоким давлением;

в растворе; - газофазный;

в суспензии.

Суспензионной полимеризацией называют полимеризацию, протекающую в каплях мономера, диспергированного в жидкой среде. При этом капли мономера постепенно превращаются в твердые полимерные частицы (порошок, гранулы, бисер или жемчуг).

Рисунок 2 - Кривая бимодального ММР

Изначально процесс суспензионной полимеризации эксплуатировался с применением хромовых нанесенных катализаторов (катализаторов Phillips). После открытия в 50-х годах катализаторов Циглера-Натта процесс стал проводиться на металлоорганических катализаторах. Суспензионный метод является традиционным в мировом производстве ПЭ. Выпуск ПЭ, произведенного этим методом, в мире составляет около 30% от всего выпуска ПЭВП. Этот метод синтеза полиэтилена, как и другие, постоянно совершенствуется. Наиболее известные в мире технологии -- это LPE-процесс фирмы Chevron Phillips Chemical Co. для получения линейного полиэтилена; процесс суспензионной полимеризации в реакторах с перемешиванием Hostalen фирмы Basell Polyolefins; CX-процесс получения ПЭ высокой и средней плотности методом суспензионной полимеризации под низким давлением фирмы Mitsui Chemicals, Япония [3].

С точки зрения аппаратурного оформления процессов существует две разновидности: проведение полимеризации в реакторе с мешалкой - традиционный суспензионный процесс (фирма Hoechst и др.) и проведение полимеризации в петлевом реакторе (фирмы Chevron Phillips Chemical Co., Himont и др.).

Преимуществом суспензионного метода является проведение технологического процесса при более низких параметрах (давление, температура) по сравнению с другими методами.

К недостаткам суспензионного метода следует отнести следующие положения: применение значительного объёма растворителей и необходимость их регенерации; возможность налипания полимера на стенки реактора; сравнительно сложная система выделения полимера[4].

Список литературы

1. Колесников И.М. Катализ и производство катализаторов Техника, 2004 год, 399 стр.

2. Плаксунов Т.К., Белов Г.П., Потапов С.С. Высшие линейные б-олефины и сополимеры этилена на их основе. Производство и применение. Изд. ИПХФ РАН. Черноголовка. 2008 г. 292 стр.

3. Изучение неоднородности активных центров катализаторов циглеранатта на основе данных о молекулярно-массовом распределении и композиционной неоднородности полиолефинов / Ечевская Л.Г., Мацько М.А., Микенас Т.Б., Ванина М.П., Николаева М.И., Захаров В. А.

4. Технологический регламент Производства полиэтилена высокой плотности, 2009

Размещено на Allbest.ru