פוליאתילן: ממה הוא עשוי וממה הוא עשוי? יישום ומוצרים, מאפיינים פיזיים וייצור, ייצור חומר מוחץ ואחרים

2024 מְחַבֵּר: Beatrice Philips | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-16 05:39

כיום התעשייה הכימית היא אחת הצמיחות המהירות ביותר. חוקרים עובדים על פיתוח הפיתוחים המדעיים האחרונים, בפרט על יצירת מגוון חומרים חדשניים. אחד הפופולריים שבהם הוא פוליאתילן. שקול את התכונות, המאפיינים הייחודיים והתכונות של פוליאתילן, כמו גם את היקפו.

מה זה?

קודם כל, עליך להבין מהו פוליאתילן. למעשה, חומר זה הוא פולימר אתילני תרמופלסטי . ניתן לסווג אותו כפוליאולפין. ההגדרה של פוליאתילן כוללת את הייעוד שמבחינה כימית, חומר נתון הוא תרכובת אורגנית, ולמולקולות שלו יש אורך משמעותי.

אם אנחנו מדברים על המאפיינים החיצוניים של החומר, הוא מוצג לרוב בצורה של יריעות דקות שיכולות להיות חסרות צבע או לבן . פוליאתילן די קשה למגע. הוא נפוץ למדי כחומר גלם ומשמש למגוון רחב של מטרות.

המדענים שהמציאו פוליאתילן אינם מתעקשים שהחומר אידיאלי. כמו כל תרכובת כימית אחרת, יש לה מספר תכונות ייחודיות חיוביות ושליליות.

הבה נבחן אותם ביתר פירוט.

היתרונות של פוליאתילן כוללים את המאפיינים הבאים:

• רמת חוזק גבוהה (בהקשר זה, אנו מתכוונים לעובדה שהחומר מסוגל לעמוד בפני נזקים מכניים והשפעות סביבתיות שליליות אחרות);
• גְמִישׁוּת;
• עמידות במים;
• קלות שימוש;
• מוליכות תרמית נמוכה;
• בטיחות לבני אדם (פוליאתילן אינו פולט חומרים העלולים לפגוע בבריאות האדם);
• מחיר סביר;
• מגוון רחב של;
• עיצובים מגוונים והרבה יותר.

אך למרות מספר כה גדול של מאפיינים חיוביים, יש לזכור על החסרונות הקיימים:

• הרס תחת השפעת אור שמש ישיר;
• שבריריות יחסית;
• זיהום סביבתי, שהוא מאפיין שלילי מרכזי של החומר.

כיצד וממה הם מיוצרים?

שיטת ההשגה ותהליך ייצור הפוליאתילן מעניינת במיוחד חוקרים. אז, התרכובת הכימית הנדונה מתקבלת מאתילן. חומר הגלם עובר תהליך פילמור חובה.

בתחילה פוליאתילן מורכב מגרעינים, שגודלם נע בין 2 ל -5 מילימטרים. המתחם מקבל את ההרכב הסופי שלו באמצעות תהליכי טיפול בחום, המתבצעים באמצעות ציוד שתוכנן במיוחד.

יחד עם זאת, כיום, מומחים בתחום הכימיה מבחינים בכמה סוגים של פוליאתילן, שכל אחד מהם מיוצר על פי טכנולוגיה אישית.

נכסים

על מנת להכיר את החומר בפירוט רב יותר, עליך לנתח את המאפיינים הייחודיים שלו (כולל פיזיקל וכימי). אחרי הכל, לפוליאתילן יש תכונות מיוחדות המבדילות אותו מכל תרכובת אחרת.

אז, המאפיינים העיקריים של החומר כוללים:

• ככלל, פוליאתילן שקוף (זה חל רק על תרכובת כימית טהורה, נטולת זיהומים), במהלך תהליך הצביעה, החומר יכול לרכוש כל גוון אחר (שחור, לבן, אדום ועוד רבים אחרים);
• החומר מוצק במבנה;
• תהליך התגבשות החומר מתבצע בטמפרטורה שבין -60 ל -369 מעלות צלזיוס;
• חוסר ריח;
• אינדיקטורים קטנים של מסה;
• צפיפות החומר אינה יציבה, היא תלויה באופן שבו התקבל הפוליאתילן;
• לתרכובות כימיות יש תכונות של בולם זעזועים;
• רמת הידבקות נמוכה;
• מקדם חיכוך נמוך;
• עמידות במים;
• פוליאתילן עובר תהליכי ריכוך בטמפרטורות שבין +80 ל -120 מעלות צלזיוס;
• עמידות לטמפרטורות נמוכות;
• גְמִישׁוּת;
• מאפיינים דיאלקטריים;
• אדים ואיטום;
• אינרטיות ביולוגית;
• מוליכות תרמית;
• במהלך הפירוק, הפוליאתילן אינו פולט חומרים המזיקים לבני אדם;
• עמידות לתרכובות כימיות אגרסיביות.

תכונות הפוליאתילן קובעות לרוב את תחומי השימוש בו.

סקירה כללית של תצוגות הצפיפות

כיום ישנם סוגים רבים של פוליאתילן. אז, בשוק אתה יכול למצוא extruded, משקל מולקולרי נמוך, בועה, גליל, חוזק גבוה וחומר מודולוס גבוה. בהתאם, בעת בחירת פוליאתילן, עליך לשים לב היטב לסימון.

לנוחות המשתמש, יצרנים אימצו סיווג של התרכובת למספר קטגוריות . שקול את המאפיינים הייחודיים והתכונות של כל אחד מהם.

גָבוֹהַ

לצורך ייצור פוליאתילן בצפיפות גבוהה, נדרשים מספר תנאים מוקדמים. בפרט, טמפרטורת האוויר צריכה להיות בטווח שבין 200 ל -260 מעלות צלזיוס, הלחץ לא יעלה על 300 MPa . בנוסף, נדרשת נוכחות של זרז, שאת תפקידו ניתן לבצע על ידי חמצן או חמצן אורגני. הליך הייצור עצמו מתבצע בכדור חיטוי או בכור צינורי.

ביחס למאפיינים הישירים של החומר, פוליאתילן בצפיפות גבוהה הוא קל וגמיש. יש לו מאפיינים דיאלקטריים בולטים. הייחודיות של החומר היא שפוליאתילן כזה קל למדי למחזור.

נָמוּך

התנאים הדרושים להשגת פוליאתילן בצפיפות נמוכה צריכים להיות כדלקמן:

• מדדי טמפרטורה - 120-150 מעלות צלזיוס;
• רמת לחץ - 0, 1-2 MPa;
• הנוכחות של זרז, למשל זרזים זיגלר-נאטה.

כתוצאה מתהליך הפילמור, נוצר חומר המאפשר קירור עד -80 מעלות צלזיוס.

בנוסף, פוליאתילן בצפיפות נמוכה הוא קל מאוד ואלסטי, ולשטח שלו מבריק אופייני.

אֶמצַע

פוליאתילן בצפיפות בינונית מיוצר בטמפרטורה של 100-120 מעלות צלזיוס. במקרה זה, הלחץ צריך להיות ברמה של 3-4 MPa, ומומלץ להשתמש בתערובת של TiCl4 ו- AlR3 כזרז תגובה .יש לזכור כי המתחם הסופי ייווצר בפתיתים.

לפיכך, הזנים הקיימים של פוליאתילן שונים הן בתכונותיהם ובמאפייניהם והן בשיטות הייצור.

יצרנים פופולריים

בשל העובדה כי פוליאתילן הוא חומר נפוץ, פופולרי ומבוקש בקרב הצרכנים, מספר רב של מותגים עוסקים בייצורו. הבה נבחן את העיקריות שבהן.

Kazanorgsintez

בשטח הפדרציה הרוסית, חברה זו היא אחת היצרניות הגדולות ביותר של פוליאתילן (והטווח כולל חומר בעל צפיפות נמוכה וגבוהה כאחד). למרות העובדה שמותג זה הופיע בשוק בשנת 1950, המנה הראשונה של המוצר הופיעה רק 13 שנים מאוחר יותר . כמו כן, חשוב לציין כי מבחר המותג כולל לא רק פוליאתילן, אלא גם מספר תרכובות כימיות אחרות. כפי שהשם מרמז, החברה ממוקמת בקאזאן.

ניז'נקמקנספטקים

מתקני הייצור של המפעל, כמו גם המוצרים עצמם מ- Nizhnekamskneftekhim, עונים על כל הדרישות הטכנולוגיות המודרניות. עובדי החברה מתמקדים בהכנסת טכנולוגיות חדשניות והתפתחויות מדעיות . יחד עם זאת, משתמשים כאן רק בחומרי גלם איכותיים. באשר למאפיינים הייחודיים של פוליאתילן מחברה זו, יש לציין מאפיינים כגון רמת הדבקה גבוהה, משטח חלק ושקוף, עמידה בתקנים בינלאומיים ותכונות חיוביות רבות אחרות.

סטברולין

חברה זו עוסקת בייצור מגוון מוצרים פטרוכימיים. לראשונה ייצרה סטברולן פוליאתילן בצורת אבקה. מוצרי החברה מתאימים לרמה העולמית והם מבוקשים בקרב מגוון רחב של צרכנים . עובדי החברה משתמשים בשיטת הפילמור במצב גזי כדי להשיג חומר כימי.

טומסקנפטקים

חברת Tomskneftekhim מייצרת פוליאתילן באמצעות טכנולוגיית פילמור, המתאפיינת בלחץ גבוה בכור. צריך לציין ש המוצרים המיוצרים על ידי מותג זה פופולריים לא רק בשוק המקומי, אלא גם מיוצאים לחו ל . כדי ליצור בסיס חומרי גלם, המהווה את נקודת המוצא לייצור פוליאתילן, Tomskneftekhim עוסק בעיבוד פחמימנים (כלומר גזים מנוזלים ובנזין).

מפעל פולימר באנגארסק

המפעל עוסק בייצור פוליאתילן בצפיפות גבוהה בדרגה 10803-020 V / C. באשר להיקפי הייצור, החברה מייצרת כ- 300 טון של חומר בשנה אחת. פוליאתילן של מותג זה הוא באיכות גבוהה ובעל התעודות המתאימות . התרכובות הכימיות של חברה זו מחולקות ל -3 קטגוריות: עליונות, כיתה א 'ושנייה. מבחינת צפיפות, חומר זה נמצא ברמה של 0.90 גרם / סמ"ק. ההארכה בהפסקה היא 550%. פוליאתילן "מפעל פולימר אנגארסק" משמש לייצור מוצרים טכניים, צעצועים, אריזות, מוצרים חקלאיים ואחרים.

Ufaorgsintez (Bashneft)

מפעל זה הוא אחד ממתקני ייצור הפוליאתילן הוותיקים ביותר במדינתנו. ייצור תרכובת כימית מפוליאתילן במסגרת Ufaorgsintez (בשנפט) מתוארכת לשנת 1967. החברה מייצרת מספר סוגי חומרים שונים העונים על צרכי השוק . פוליאתילן של סימן מסחר זה משמש לייצור מוצרים טכניים, אריזה למזון ותרופות, צעצועי ילדים ומוצרים אחרים.

פולימיר

חברה זו ממוקמת בבלרוס. עם זאת, מוצרי החברה נפוצים ופופולריים הרבה מעבר לגבולות המדינה. פוליאתילן מ"פולימיר "שומר על תחרותיותו בשל האפקטיביות הטכנולוגית הגבוהה של תהליך הייצור, מגוון מוצרים רחב וחומרי גלם איכותיים . אם מדברים על מגוון החומרים, יש לומר כי החברה מייצרת חומר בדרגות 10204-003, 10803020, 15803-020 ורבים אחרים. יתר על כן, כל אחד מהמותגים הללו משמש לייצור קטגוריות שונות של מוצרים (למשל צינורות, סרטים, נייר, צבעים).

Gazprom neftekhim Salavat

ייצור פוליאתילן מתבצע במספר סדנאות של המפעל. במקביל, חומר בצפיפות נמוכה וגבוהה יוצא למכירה. מיקום המפעל הוא סלבט, הרפובליקה של בשקורטוסטן. אתילן, בוטן, מימן והקסאן משמשים כחומרי מוצא.

לכן, בשטחה של הפדרציה הרוסית ישנם מספר עצום של מפעלים ומפעלים העוסקים באופן מקצועי בייצור פוליאתילן . עובדה זו מוכיחה כי החומר נפוץ, פופולרי וחיוני בתחומים רבים של פעילות אנושית. יחד עם זאת, החומר הביתי הוא באיכות גבוהה.

יישום

כפי שצוין לעיל, פוליאתילן הוא אחד החומרים הנפוצים והביקושים ביותר, בהתאמה, הוא משמש במספר רב של תחומים ולייצור מוצרים שונים.

יישום פוליאתילן:

ייצור מזון צפוף וסרט טכני בלחמניות

ייצור מכולות ומוצרי אריזה (למשל שקיות ניילון)

ייצור צינורות ביוב, כמו גם צינורות לאספקת מים

ייצור יריעה לבידוד (למשל בידוד חשמלי)

יצירת דבק חם

ייצור מבודדי חום

זו כמובן לא רשימה מלאה.

עם זאת, יש לזכור כי שימוש נרחב בפוליאתילן יכול להשפיע לרעה על המצב האקולוגי של הסביבה.

העניין הוא זה חומר זה מתפרק לתקופה ארוכה למדי (במקרים מסוימים החומר אינו מתפרק כלל) .זה יכול להוביל לזיהום האטמוספירה, האוקיינוסים וכדור הארץ בכללותו, כמו גם לתוצאות שליליות אחרות (למשל, בעלי חיים רבים מתים מאכילת פוליאתילן).

רְשׁוּת

פוליאתילן יכול להיות ראשוני או משני. המשמעות היא שאחרי שמוצר הפוליאתילן שיוצר במקור הופך להיות בלתי שימושי, ניתן למחזר אותו ולשמש אותו מחדש. טכניקות כגון שחול, דפוס מכה, הזרקה ודפוס פנאומטי משמשות לעיבוד תרכובות פוליאתילן.

באשר לתהליך הסילוק הישיר, לרוב מדובר בשיטת השריפה .עם זאת, ברגע שמחממים את הפוליאתילן (למשל באור שמש ישיר), הוא משחרר מוצרים נדיפים. בהתאם לכך מתרחש תהליך היווצרות של תרכובות רותחות נמוכות.

לפיכך, תהליך שריפת הפוליאתילן לפי מאפייניו ותכונותיו הוא תהליך כימי מורכב.

תכונות פירוק

כפי שכבר צוין, פוליאתילן הוא חומר המתפרק לאורך זמן רב, ייקח שנים רבות להשלים תהליך זה. יחד עם זאת, שיטות הפירוק הביולוגי של תרכובת כימית זו הופכות פופולריות יותר ויותר כיום.

לכן, לצורך יישום תהליכי פירוק ביולוגי משתמשים בתבניות מיוחדות Penicillium simplicissimum . בעזרתם ניתן למחזר חלקי פוליאתילן בתוך 90 יום. עם זאת, על מנת שתהליך זה יהיה יעיל ככל האפשר, יש לטפל תחילה בחומר בחומצה חנקתית. בנוסף לסוג החיידקים הנ ל, מומלץ להשתמש גם במיקרואורגניזמים Nocardia asteroides. יש לזכור כי פירוק פוליאתילן (אפילו עם שימוש בחיידקים ספציפיים) יכול להימשך מספר שנים (לפחות 8).

פוליאתילן הוא חומר פופולרי ומבוקש המשמש למטרות שונות. במאפיינים הפיזיקליים והכימיים שלה, הוא שונה מחומרים רבים אחרים, שבגללו הוא נפוץ. יתר על כן, ישנם מספר סוגים של זה, שלכל אחד מהם מאפיינים ייחודיים משלו.