Статті

Поліетилен — термопластичний полімер етилену, відноситься до класу поліолефінів. Являє собою масу білого кольору (тонкі листи прозорі і безбарвні). Іноді в народній свідомості ототожнюється з целофаном.

Історія

Винахідником поліетилену вважається німецький інженер Ганс фон Пехманн, який вперше випадково отримав цей продукт в 1899 році. Однак це відкриття не отримало розповсюдження. Друга життя поліетилену почалася в 1933 році завдяки інженерам Еріку Фосета і Реджинальду Гібсону. Спочатку поліетилен використовувався у виробництві телефонного кабелю і лише в 1950-і роки став використовуватися в харчовій промисловості як упаковка.

За іншою версією, більш прийнятою в наукових колах, розвиток поліетилену можна розглядати з робіт співробітників компанії Imperial Chemical Industries щодо створення промислової технології виробництва, проводилися починаючи з 1920-х. Активна фаза створення розпочата після монтажу установки для синтезу, з якої в 1931 році працювали Фосетт і Гібсон. Ними був отриманий низькомолекулярний парафинообразный продукт, що має мономерное ланка, аналогічне поліетилену. Роботи Фоссета і Гібсона тривали аж до березня 1933 року, коли було прийнято рішення модернізувати апарат високого тиску для отримання більш якісного результату і більшої безпеки. Після модернізації експерименти були продовжені спільно з М. В. Перрином і Дж. Р. Паттоном і в 1936 завершилися успішно, отриманням патенту на поліетилен низької щільності(ПЕНЩ). Комерційне виробництво ПЕНЩ було розпочато в 1938.
Історія поліетилену високої щільності (ПЕВЩ або ПЕНД) розвивалася з 1920-х, коли Карл Циглер почав роботи по створенню каталізаторів для іонно-координаційної полімеризації. У 1954 році технологія була освоєна, і був отриманий патент. Пізніше було розпочато промислове виробництво ПЕНД.

Види

Різні види поліетилену прийнято класифікувати по щільності.

Незважаючи на це, є безліч ходових назв гомополімерів і кополімерів, частина з яких наведена нижче.

• Поліетилен низької щільності (високого тиску) ― ПЕНГ, ПЕВТ, ПВД, LDPE (Low Density Polyethylene).
• Поліетилен високої щільності (низького тиску) ― ПЕВЩ, ПЕНД, ПНД, HDPE (High Density Polyethylene).
• Поліетилен середнього тиску (високої щільності) ― ПЭСД[7].
• Лінійний поліетилен середньої щільності ― ПЭСП[7], MDPE або PEMD.
• Лінійний поліетилен низької щільності ― ЛПЕНЩ[7], LLDPE або PELLD.
• Поліетилен дуже низької щільності ― VLDPE
• Поліетилен наднизької щільності ― ULDPE
• Металлоценовый лінійний поліетилен низької щільності ― MPE
• Зшитий поліетилен ― PEX або XLPE, XPE.
• Високомолекулярний поліетилен ― ВМПЭ, HMWPE або PEHMW або VHMWPE.
• Надвисокомолекулярний поліетилен ― UHMWPE

Хімічні властивості

Горить голубуватим полум’ям, зі слабким світлом, при цьому видає запах парафіну, тобто такий же, який виходить від палаючої свічки.
Стійкий до дії води, не реагує з лугами будь-якої концентрації, з розчинами нейтральних, кислих і основних солей, органічними і неорганічними кислотами, навіть з концентрованою сірчаною кислотою, але розкладається при дії 50%-ой азотної кислоти при кімнатній температурі і під впливом рідкого і газоподібного хлору і фтору. На відміну від неграничних вуглеводнів, не знебарвлює бромну воду і розчин перманганату калію.

При кімнатній температурі не розчиняється і не набухає в жодному з відомих розчинників. При підвищеній температурі (80 °C) розчинний у циклогексане і четыреххлористом вуглеці. Під високим тиском може бути розчинений в перегрітій до 180 °C воді.

З часом піддається деструкції з утворенням поперечних межцепных зв’язків, що призводить до підвищення крихкості на тлі невеликого збільшення міцності. Нестабілізованим поліетилен на повітрі піддається термоокислювальної деструкції (термостарению). Термостарение поліетилену проходить по радикальному механізму, супроводжується виділенням альдегідів, кетонів, перекису водню та ін

Отримання

На обробку поступає у вигляді гранул від 2 до 5 мм. Поліетилен отримують полімеризацією етилену:

Отримання поліетилену високого тиску
Поліетилен високого тиску (ПЕВТ), або Поліетилен низької щільності (ПЕНЩ), утворюється при наступних умовах:

• температура 200-260 °C
• тиск 150-300 МПа
• присутність ініціатора (кисень або органічний пероксид); у автоклавном або трубчастих реакторах. Реакція йде за радикальним механізмом. Одержуваний за цим методом поліетилен має середньовагової молекулярний вага 80 000-500 000 і ступінь кристалічності 50-60 %. Рідкий продукт згодом гранулюють. Реакція йде в розплаві.

Отримання поліетилену низького тиску

Поліетилен низького тиску (ПЕНД), або Поліетилен високої щільності (ПЕВЩ), утворюється при наступних умовах:

• температура 120-150 °C;
• тиск нижче 0.1 — 2 МПа;
• присутність каталізатора (каталізаторів Циглера—Натта, наприклад, суміш TiCl4 і AlR3);

Полімеризація йде в суспензії по іонно-координаційному механізму. Одержуваний за цим методом поліетилен має середньовагової молекулярний вага 80 000-300 000, ступінь кристалічності 75-85 %.

Застосування

• Поліетиленова плівка (особливо пакувальна, наприклад, пухирчаста упаковка або скотч)
• Тара (пляшки, банки, ящики, каністри, садові лійки, горщики для розсади)
• Полімерні труби для каналізації, дренажу, водо-, газопостачання
• Електроізоляційний матеріал
• Поліетиленовий порошок використовується як термоклей
• Броня (бронепанели в бронежилетах)
• Корпуси для човнів, всюдиходів, деталей технічної апаратури, діелектричних антен, предметів домашнього вжитку та ін.
• Спінений поліетилен (пінополіетилен) використовується, як теплоізолятор
• Поліетилен низького тиску (ПЕНД), або високої щільності (HDPE), застосовується при будівництві полігонів переробки відходів, накопичувачів рідких і твердих речовин, здатних забруднювати ґрунт і ґрунтові води
• Поліетилен низького тиску широко застосовується в благоустрій прибудинкових територій та дитячих майданчиків, відсуваючи фанеру і дерево на другий план, адже термін використання скатів з ПНД більше 15 років, в той час як у “дерев’яних аналогів” термін використання 10 років, причому через 3-5 років дерево втрачає товарний вигляд