Polymerizační reakce

Polymery jsou sloučeniny, které mají vysokou molekulovou hmotnost, která dosahuje několika tisíc jednotek. Polymerizační reakce je základem výroby moderních materiálů pro různé účely a vlastnosti. Mají vysokou pevnost při nízké hustotě, změkčují se zahříváním a lze je snadno tvarovat, což umožňuje získat výrobky různých velikostí a provedení. Polymery jsou inertní v korozivním prostředí, mají elektrické izolační vlastnosti a nejsou náchylné k korozi. Díky unikátním vlastnostem, které jsou snadno regulovatelné ve fázi syntézy, se oblast použití moderních polymerních materiálů neustále rozšiřuje.

Při zahřátí a chlazení se tyto produkty chemické výroby chovají dvojím způsobem.

Někteří se zahřívají, ale když se ochladí, ztuhnou. Takové materiály zahrnují produkty založené například na polymerizační reakci alkenů, tj. Polyethylenu a polypropylenu. Jsou nazývány termoplastické materiály. Polyvinylchlorid a polystyren mají podobné vlastnosti.

Polymery jiného typu lze ohřívat pouze jednou, protože po ochlazení se při zahřátí ztuhnou a nezmění více. Tyto materiály se nazývají termosetové, zahrnují fenolformaldehyd nebo močovino-formaldehydové pryskyřice. Termoplasty a termosety mají své výhody. První uvolnění v granulované formě. Z nich po vytápění a změknutí jsou získány výrobky jakéhokoli tvaru, ale během provozu se nemohou zahřívat. Ty jsou dostupné ve formě pryskyřičné hmoty.

Ethylenová polymerizační reakce může být napsána v následující formě: CH2 = CH2- (-CH2-CH2-) n. Za určitých podmínek, v přítomnosti iniciátoru (jedná se o plynný kyslík nebo roztok organického peroxidu v oleji), existuje mezera mezi atomy uhlíku pi - ligatura (jinak dvojná vazba) a propojení n-tého počtu volných radikálů. Polymerační reakce probíhá mechanismem radikálového řetězce. Molekulová hmotnost polymerní materiál přímo závisí na počtu n, přičemž jeho růst roste. Úpravou podmínek polymerační reakce, syntéza provozovatele polyethylen dosahuje získání materiálu s požadovanými vlastnostmi: tekutost (nebo indexu toku taveniny), pevnost, hustota, dielektrický ztrátový tangens, dielektrickou konstantou, a další.

Syntéza vysokotlakého polyethylenu nebo polymerační reakce se provádí v autoklávu nebo v trubkovém reaktoru při teplotách až do 300 ° C a tlaku 1000 až 3000 kPa. Současně je uvolněno obrovské množství tepla. Odstraňuje se horkou vodou, která se přivádí do košů reaktoru. Stupeň čistoty dodaného k ohřevu odstraňování vody závisí do značné míry na kvalitě polymerního materiálu a procesní bezpečnosti. Pokud voda nedostatečně vyčistit a obsahuje mnoho nečistot (např., Tvrdost soli jako jsou vápenaté a hořečnaté kationty, anionty kyselina křemičitá, chlor a další), pak se v plášti reaktoru vytvoří usazeniny nebo začne korodovat kov. Vzhledem ke změnám v reaktoru o tloušťce stěny odvodu tepla přes jeho povrch je nerovný, a teplota polymeračních podmínek se může stát neovladatelný. Při náhlém zvýšení teploty může dojít k oxidaci polymeru nebo jeho rozkladu při destrukci reaktoru.

Polymerační reakce, která vede ke vzniku polyethylenu, může také nastat při nižších tlacích a teplotách. To ale vyžaduje katalyzátor. Obsahující nezreagovaný ethylen, který se pak oddělí a polymer se peletizuje se polyethylen vyráběný za nízkého tlaku, opouští reaktor jako prášek, nebo spíše suspenze v uhlovodíkovém rozpouštědle, v případě, že s vysokou hustotou z reaktoru ve formě taveniny východy. Prášek se oddělí od rozpouštědla a nečistot promytých od katalyzátoru, a potom granuluje a speciálních zařízení s názvem extruderu.

Tak se polymerizační reakce ethylenu v průmyslu používá pro syntézu polyethylenu. Podle GOST 16338-85 vyrábějí nízkotlaký polyethylen suspenzní a plynové fáze podle GOST 16337-77, vyrábějí vysokotlaký polyethylen jak autoklávů, tak trubkových.