Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

10.2: Поліетилен - Від битви за Британію до хлібних мішків

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    20330

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Цілі навчання
    • Перерахуйте різні види поліетилену.
    • Розрізняють термоеластичні та термореактивні полімери.

    Поліетилен вперше синтезував німецький хімік Ганс фон Пехман, який приготував його випадково в 1898 році. Промислове виробництво поліетилену низької щільності (ПВД) почалося в 1939 році в Англії. Оскільки поліетилен має дуже низькі властивості втрат на дуже високочастотних радіохвиль, комерційне розповсюдження у Великобританії було призупинено на початку Другої світової війни, щоб виробляти ізоляцію для UHF (надвисокої частоти) та SHF (надвисокої частоти) кабелів радіолокаційних наборів.

    Поліетилен або поліетилен - найпоширеніший пластик. Станом на 2017 рік щорічно виробляється понад 100 млн тонн поліетиленових смол, що становить 34% всього ринку пластмас. Його основне використання - в упаковці (поліетиленові пакети, поліетиленові плівки, геомембрани, контейнери, включаючи пляшки тощо). Відомо багато видів поліетилену, причому більшість мають хімічну формулу (C 2 H 4) n. ПЕ зазвичай являє собою суміш подібних полімерів етилену з різними значеннями n.

    Полімери на основі скелетів з тільки вуглецем - всі синтетичні. Почнемо з того, що подивимося на малюнок поліетилену\(\PageIndex{1}\) . Це найпростіший полімер, що складається з ланцюгів випадкової довжини (але в цілому дуже довгих), що складаються з двовуглецевих одиниць.

    Малюнок\(\PageIndex{1}\) Поліетилен.

    Ви помітите деяку «нечіткість» в тому, як поліетиленові конструкції представлені вище. Плавні лінії на кінцях довгої конструкції вказують на те, що один і той же візерунок поширюється на невизначений термін. Більш компактне позначення праворуч показує мінімальну повторювану одиницю, укладену в дужки, надруковані тире; це означає те ж саме і є кращим способом зображення полімерних структур.

    види поліетилену

    Велика частина синтетичних полімерів утворюється з етилену. Відносні довжини ланцюгів і будь-яких гілок контролюють властивості поліетилену. Найбільш важливими марками полімерів щодо обсягу є поліетилен високої щільності (HDPE) Поліетилен низької щільності (LDPE) та Лінійний поліетилен низької щільності (LLDPE).

    ПНД (Поліетилен високої щільності) визначається щільністю більшою або рівною 0,941 г/см 3. ПНД має низьку ступінь розгалуження. В основному лінійні молекули добре упаковуються разом, тому міжмолекулярні сили сильніші, ніж у сильно розгалужених полімерах. ПНД має високу міцність на розрив. Він використовується в продуктах та упаковці, таких як глечики для молока, пляшки для миючих засобів, масляні ванни, сміттєві контейнери та водопровідні труби. Третина всіх іграшок виготовляється з ПНД. У 2007 році світове споживання ПНД досягло обсягу понад 30 мільйонів тонн.

    ПВД (поліетилен низької щільності) визначається діапазоном щільності 0,910-0,940 г/см 3. ПВД має високий ступінь коротко- і довголанцюгового розгалуження, а це означає, що ланцюги також не упаковуються в кристалічну структуру. Отже, він має менш сильні міжмолекулярні сили, оскільки миттєво-дипольно-індуковане дипольне тяжіння менше. Це призводить до зниження міцності на розрив і підвищеної пластичності. Високий ступінь розгалуження з довгими ланцюгами надає розплавленому ПВД унікальні та бажані властивості потоку. LDPE використовується як для жорстких контейнерів, так і для пластикових плівок, таких як поліетиленові пакети та плівка. У 2013 році світовий ринок ПВД мав обсяг майже 33 мільярди доларів США.

    LLDPE (Лінійний поліетилен низької щільності) визначається діапазоном щільності 0,915-0,925 г/см 3. LLDPE - це практично лінійний полімер зі значною кількістю коротких гілок. LLDPE має вищу міцність на розрив, ніж ПВД, і він демонструє більш високу стійкість до ударів та проколів, ніж ПВД. Плівки меншої товщини (калібру) можуть бути видуті, порівняно з ПВД, з кращою стійкістю до розтріскування навколишнього середовища, але їх не так легко обробляти. LLDPE використовується в упаковці, особливо плівці для мішків та листів. Можна використовувати меншу товщину в порівнянні з ПВД. Застосовується для кабельних покриттів, іграшок, кришок, відрів, контейнерів та труб. Хоча доступні інші програми, LLDPE використовується переважно у плівкових програмах завдяки своїй міцності, гнучкості та відносній прозорості. Приклади продуктів варіюються від сільськогосподарських плівок, саранової плівки та міхурової плівки до багатошарових та композитних плівок. У 2013 році світовий ринок LLDPE досяг обсягу 40 мільярдів доларів США.

    \(\PageIndex{2}\)Малюнок Коробка для таблеток, представлена техніку в Imperial Chemical Industries (ICI) в Нортвічі, Англіяв 1936 році, виготовлена з першого фунта поліетилену.
    Виробництво поліетилену

    Відео \(\PageIndex{1}\)Комерційне виробництво поліетилену (поліетилену). від Королівського хімічного товариства

    Термопластичні та термореактивні полімери

    Полімери можна класифікувати за фізичною реакцією на нагрівання. Поліетилен є термопластом; однак він може стати термореактивним пластиком при модифікації (наприклад, зшитий поліетилен). Термопласти - це пластмаси, які розм'якшуються при нагріванні і знову стають твердими при охолодженні. Це більш популярний тип пластику, оскільки нагрівання та охолодження можуть повторюватися, а термопласт може бути реформований.

    Термореактивні - це пластмаси, які розм'якшуються при нагріванні і можуть формуватися, але постійно тверднуть. Вони будуть розкладатися при повторному нагріванні. Прикладом може служити бакеліт, який використовується в тостерах, ручках для каструль і сковорідок, посуду, електричних розеток і більярдних куль.

    Резюме

    Поліетилен - полімер з довгим ланцюгом, утворений з етиленових (етиленових) мономерів.

    Поліетилен можна класифікувати як HDPE, LDPE та LLDPE на основі того, наскільки близько полімерні ланцюги упаковуються разом, впливаючи на його щільність.

    Полімери можна класифікувати як термопласти (можуть бути реформовані після багаторазового нагрівання) або термореактивні (постійно тверднуть) на основі їх фізичної реакції на нагрівання.

    Дописувачі та атрибуція

    • Template:ContribLower
    • Charles Ophardt, Professor Emeritus, Elmhurst College; Virtual Chembook
    • Wikipedia