2.3 Полимеризация полиэтилена в эмульсии.

Этилен может полимеризоваться в водной среде, если она обладает сильной, щелочностью. Так например, процесс может быть проведен под давлением 200—300 ат в водном растворе, содержащем на 100 кг воды 0,25—2 кг едкого натра или едкого кали, 1,5 кг эмульгатора типа насы­щенных жирных кислот, 0,6—2 кг инициатора—персульфата калия.

Полимеризация этилена в эмульсии описана во многих патентах. В 1948 г. был предложен непрерывный метод эмульсионной полиме­ризации этилена, состоящей из двух стадий. На первой стадии полу­чают полимер при повышенной температуре и высоком давлении в при­сутствии инициаторов, а на второй — вводят эмульгатор в реакционную смесь.

При высокой температуре и давлении при полимеризации этилена в водной среде, содержащей персульфаты, образуется устойчивая дис­персия полимера. Объясняется это тем, что полимерные гликоли, обра­зующиеся при полимеризации этилена, являются поверхностно-актив­ными веществами.

В ряде патентов было показано, что полиэтилен может быть по­лучен путем .полимеризации этилена в эмульсии при 150—250° С и давлении 800—2000 ат в присутствии как ионного, так и неионного эмульгатора. После выделения из эмульсии и сушки в вакууме при 60° С полиэтилен (в виде порошка) хорошо растворяется при нагревании в ароматических углеводородах. Молекулярный вес его достигает 17000, а температура размягчения 107—117° С.

2.4 Полимеризация этилена в растворителе.

Полимеризация этилена в растворителе может быть осуществлена в присутствии различных инициаторов и катализаторов. В зависимости от инициирующей системы изменяются условия полимеризации и свой­ства полученных полимеров. Если в присутствии перекисных инициато­ров высокомолекулярный полимер образуется лишь при высоком давлении, то в присутствии катализаторов Циглера и Филлипса давле­ние может, быть значительно снижено или процесс может быть осуще­ствлен при нормальном давлении.

2.4.1.Полимеризация этилена в растворителе в присутствии перекисных инициаторов

Полимеризация этилена в воде впервые описана в 1941 г. Про­цесс осуществляется при температуре выше 100° С и давлении более 1000 ат в воде, освобожденной от растворенного кислорода, в присут­ствии перекиси бензоила.Процесс полимеризации этилена в водной среде может быть проведен следующим образом : в реактор из нержавеющей стали погружают 150 вес. ч. воды и 0,32 вес. ч. перекиси бензоила, а затем, добавляя муравьиную кислоту, рН среды доводят до 3,4. После нагревания реактора до 75° С в него вводят этилен под давлением 600 ат. Во время реакции давление постепенно повышают до 985 ат, a температуру в нем в течение 11 часов поддерживают в пределах 74—78° С. Затем содержимое реактора охлаждают до 20° С, этилен, не вошедший в реакцию, выводят и затем выгружают полимер. После фильтрации, промывки и сушки полиэтилен имеет температуру размягчения 119° С.

Рядом исследователей было показано, что полимеризация этилена проходит более быстро при рН = 7—11 и при весовом отношении этилена к воде 2 : 1. Были также предложены другие растворители для полимеризации этилена: метанол, бензол, трет-бутиловый спирт метилциклогексан, циклогексан, хлорбензол, пентан и др.

Метанол является хорошей средой для полимеризации этилена, так как в нем легко растворяется этилен и не растворяется полиэтилен. Низкомолекулярный полиэтилен (с молекулярным весом 2000—3000) получается путем полимеризации этилена в метаноле в присутствии перекиси бензоила при 100—120° С и давлении 200—300 ат. Полимер представляет собой твердое вещество желтого цвета, похожее на воск.

При полимеризации этилена в бензоле при 70°С и давлении 100—500 ат под влиянием азодиизобутиронитрила образуется полимер, близкий по свойствам к полиэтилену низкого давления.