Полимеризацией называют химическую реакцию при которой отдельные молекулы с двойными связями соединяются, образуя макромолекулу. Так из газа этилена получается полиэтилен. От количества звеньев в молекуле, ее структуры зависят потребительские свойства полимера. Высокомолекулярное вещество получают из линейных и разветвленных цепочек, под высоким или низким давление, используя катализаторы и поддерживая определенную температуру. Соблюдение режима полимеризации позволяет получить продукт с определенными свойствами.
Линейный полиэтилен
Химическая формула мономера этилена C2H4, структурная – CH2=CH2. Для образования радикала этилена нужно разорвать двойную связь в молекуле: (-CH2-CH2-). Обрывки связи неустойчивы, они ищут стабильность и соединяются с себе подобными. В результате образуется макромолекула с определенной длиной цепи (-CH2-CH2-)n. Структура может иметь имеет небольшие разветвления, или сотни, тысячи звеньев образуют цепочку, выстаиваясь линией. В зависимости от технологического режима полимеризации полиэтилен может быть продуктом высокого (ПЭВД) или низкого (ПЭНД) давления. Линейный полиэтилен низкого давления обладает особыми промежуточными свойствами.
Получения линейного полиэтилена низкой плотности (ЛПЭНП)
Полиэтилены с низкой плотностью образуются при высоком давлении, в автоклавах или трубчатых реакторах. Реакция происходит в расплаве в кислородной среде с применением катализаторов. Чтобы получить ПЭВД, полиэтилен высокого давления, необходимо давление1000-3000 атмосфер и температура 180 градусов.
Линейный полиэтилен высокого давления – это модификация ПВД при температуре 1500 С и давлении 30-40 ат, в присутствии катализаторов Циглера-Натта. В результате модификации появляются боковые ответвления в структуре, уменьшающие плотность материала. В сравнении с продуктами ПВД и ПНД, новый термопласт отличается по характеристикам,
Производство линейного полиэтилена низкой плотности (ЛПНП) ведется способами:
- газофазная полимеризация;
- полимеризация в жидкой среде;
- в жидкой среде с использованием металлоценовых катализаторов.
Развивается метод получения ЛПНП в газовой фазе при низком давлении. Целью усовершенствования процессов является получение полимера с высокой молекулярной массой.
Для этого разрабатываются новые технологии, позволяющие получить ПЛЭВД с повышенными потребительскими свойствами, снизить расходы. Используются наиболее популярные технологии UNIPOL, INNOVENE, ENERGX, создаются новые, подбираются новые катализаторы.
Свойства и применение линейных полиэтиленов низкого давления
Структура термопласта ЛПВД изменила его свойства. Продукт приобрел лучшие характеристики в сравнении с ПВД. Материал более однороден по молекулярной массе. От этого зависят его эксплуатационные свойства при низкой и высокой температуре. Эластичность, сопротивляемость раздиру и проколу – лучшие свойства материала.
К недостаткам линейного полиэтилена относят сложность переработки. Пока не выработана методика его быстрой утилизации – особенности структуры.
Области применения ЛПЭНП
Спрос на линейный полиэтилен высокого давления
растет по отношению к другим термопластам. Сырье в виде гранул перерабатывается в пленку, литьевые изделия, трубы и изоляционный материал. В России почти вся продукция ЛПЭНП идет на стреч-пленку, упаковочный материал. Причина – высокая эластичность материала, его способность работать в экстремальных условиях без растрескивания.
Использование ЛПНД в многослойной пленке с ПВД повышает прочность упаковки, улучшает эстетические свойства. Продукт незаменим при изготовлении жестких пакетов, упаковки для заморозки пищевых продуктов, посуды для горячих блюд. Пленку используют для изготовления подгузников, упаковки товаров гигиены.
ЛПЭНП востребован в промышленном производстве. Из него делают прочные и стойкие отливки для механизмов, кабельную изоляцию и синтетическую пряжу.
Производство и поставка линейного полиэтилена
Продукт ЛПВД представляет полупрозрачные гранулы. Вещество необходимо хранить в закрытом темном помещении с влажностью воздуха до 80 % и температурой до 30 ° С. Гранулы должны быть размещены на подтарниках. Перед применением продукт должен принять температуру окружающей среды, находиться в мастерской не менее 12 часов, до поступления в формовочный аппарат.
Производство ЛПЭНД организовано в странах с хорошо развитой нефтеперерабатывающей промышленностью. К известным предприятиям производителям продукта относят:
- Sabic – Саудовская Аравия.
- IranPertochem – Иран.
- Lotte Chemican – Корея.
- Нижнекамскнефтехим – Россия.
- Шуртанский ГКХ – Россия.
- КазаньОргСинтез – Россия.