22. Этиленнің полимерлену жылдамдығы мен алынатын жоғары тығыздықтағы полиэтиленнің қасиеттеріне әсер ететін параметрлерді анықтаңыз?
Полиэтилен - Термопластикалық, кристалды құрылым, Химиялық тұрақты, Иісі жоқ, дәмі жоқ, Жоғары диэлектрлік қасиет көрсететін қосылыс.
Қасиеттері: 1. Жоғары диэлектрлік қасиеттері, сондықтан жоғарыжиілікті диэлектрик ретінде қолданады.
2. Полиэтилен суға және су буына тұрақты. Қалыпты температурада минералды қышқылдар (тұз, күкірт және фторсутек), сілтілер, көптеген ерітікіштер әсеріне тұрақты. Ароматты және хлорланған көмірсутектерде 70—80 °С температурада ериді.
3. Ауада ұзақ уақыт қыздырғанда полиэтилен баяу тотығады. Мұнда оның жартылай деструкциясы және жартылай тігілуі жүреді, бұл балқыманың тұтқырлығын жоғарлатады және полимерді бұйымдарға өндеу процестерін қиындатады. Тотығуды алдын ала алу үшін полиэтиленге стабилизаторларды, мысалы ароматты аминдерді (0,1%) енгізеді. Полимердің техникалық қасиеттері өзгермейді. Ескіруді техникалық көміртектің 2—3% енгізуі де төмендетеді.
Полиэтилен өндірісінің негізгі шикізаты – этилен.
Этилен СН2=CH2
Ыдырау реакциялары:
3
C2H4
2CH4
+ C2H2
+ Q
C 2H4 H2 + C2H2 + Q (127,37кДж/моль)
C 2H4 2C + 2H2 + Q (46,51кДж/моль)
Жоғары тығыздықты полиэтиленнің қасиеттеріне әсер ететін негізгі параметрлерлеріне – температура, қысым, тығыздығы және т.б.
Төмен қысымды полиэтилен (ТҚПЭ), немесе Жоғары тығыздықты полиэтилен (ЖТПЭ), келесі шарттар бойынша түзіледі:
температура 120 – 150°C;
қысым 0,1 – 2 МПа дейін;
катализатор қатысында (Циглер – Натта катализаторы, мысалы, TiCl4 қоспасы және AlR3);
Суспензиядағы полимеризация ионды – координациялы механизм бойынша жүреді. Осы әдіспен алынған полиэтиленнің орташа молекулалық массасы 80 000 – 300 000, кристалдану дәрежесі 75 – 85%.
Төмен және орташа қысымды полиэтиленнің құрылымытөмен тармақталуымен ерекшеленеді, сондықтан олардың кристалдану дәрежелері жоғары (75—90%). Сондықтан төмен және орташа қысымды полиэтиленнің тығыздығы, тұрақтылығы, жылуға төзімділігі жоғары. Олардың молекулалық массалары да жоғары —80000—500 000 болады. Сонымен қатар орташа және төмен қысымды полиэтилендер органикалық еріткіштер мен қышқылдар әсеріне тұрақты және олардың газ өтімділігі төмен. Кемшіліктері: 1. Бұйымдарға өндеу қиынға түседі, 2. Эластиктігі төмен. Олардың өндеу температуралары 30 °С жоғары. Диэлектрлік қасиеттерінің айырмашылығы төмен.
Полиэтилен — қалын қабатта ақ түсті, ал жұқа қабатта түссіз және мөлдір қатты материал. Аморфты фазаныңшыналану температурасы төмен болғандықтан (80 °С жуық) полимердің аязға тұрақтылығын жоғарлатады.
23. Жоғары қысымды полиэтилен алу әдістерінде екікаскадты сығу әдісі кең таралған.Полиэтиленды тұрақтандыру мен бояу арнайы бөлімде жүреді, оған полиэтилен түйіршіктері пневмотранспорт арқылы жеткізіледі.
Түтікше реакторында этилен конверсиясы 6—20% құрайды; (жиі8—10%).
Жоғары қысымда этиленнің полимерленуі араластырғышпен жабдықталған автоклавта жүргуі де мүмкін. Технологиялық схемасы жоғарыда қарастырылған өндіріске сәйкес, бірақ реактордың құрылысы өзгеше. Реактор - винтті араластырғышпен және суытқыш қоршамамен жабдықталған вертикалді автоклав. Полимерленуді иницирлеу үшін 0,2—0,5% (об.) мөлшерінде тотықтар қолданылады. Этилен реакторға 35— 40°С енгізіледі, реакция температурасы 180—280°С, қысым 100—300 МПа. Этилен конверсиясы 14—16%.
Түтікше реактордың артықшылығы: 1. Реактордын қызмет көрсетуі қарапайым, 2. Полимер ластануының азаюы, 3. Бұл әдіспен этиленнің винилацетатпен және басқа мономерлермен сополимерлерін алу мүмкіндігі. Автоклав процесі аппаратураның аз мөлшерімен және алынған полимердің төмен полидисперстілігімен ерекшеленеді.