Polymeriseringsreaksjon

Polymerer er forbindelser som har en høy molekylvekt som når flere tusen enheter. Polymeriseringsreaksjonen ligger til grunn for produksjon av moderne materialer til forskjellige formål og egenskaper. De har høy styrke ved lav tetthet, de er mykgjorte ved oppvarming og kan lett støpes, noe som gjør det mulig å skaffe seg produkter av forskjellige design og størrelser. Polymerer er inerte i korrosive miljøer, har elektrisk isolerende egenskaper og er ikke utsatt for korrosjon. På grunn av unike egenskaper som enkelt reguleres i syntesefasen, blir applikasjonsområdet for moderne polymermaterialer stadig ekspanderende.

Når oppvarmet og avkjølt oppfører seg disse produktene av kjemisk produksjon på to måter.

Noen varme med mykgjøring, og når de er kule, stivner de igjen. Slike materialer inkluderer produkter basert på for eksempel polymerisasjonsreaksjonen av alkener, dvs. polyetylen og polypropylen. De kalles termoplastiske materialer. Polyvinylklorid og polystyren har lignende egenskaper.

Polymerer av en annen type kan kun oppvarmes en gang, etter at de har blitt avkjølt, blir de ikke mykere når de oppvarmes. Disse materialene kalles termohærdende, de inkluderer fenol-formaldehyd eller urea-formaldehydharpikser. Termoplast og termosetter har sine fordeler. Den første er utgitt i granulær form. Av dem, etter oppvarming og mykning, oppnås produkter av hvilken som helst form, men de kan ikke oppvarmes under drift. Sistnevnte er tilgjengelige i form av en harpiksholdig masse.

Etylenpolymerisasjonsreaksjonen kan skrives i følgende form: CH2 = CH2 → (-CH2-CH2-) n. Under visse forhold, i nærvær av en initiator (de er gassformig oksygen eller en løsning av organisk peroksid i olje), oppstår et π-bindingsspalt (ellers en dobbeltbinding) mellom karbonatomer og en ntende mengde friradikaler dannet sammen. Polymerisasjonsreaksjonen fortsetter med en radikalkjedemekanisme. Molekylvekten til polymermaterialet avhenger direkte av tallet n, med økningen det vokser. Regulering av betingelsene for polymerisasjonsreaksjonen, oppnår polyetylensynteseoperatøren produksjon av et materiale med forutbestemte egenskaper: fluiditet (eller smelteflowindeks), styrke, tetthet, dielektrisk tapstangent, dielektrisk konstant og andre.

Syntese av høydensitetspolyetylen eller en polymerisasjonsreaksjon utføres i autoklav- eller rørreaktorer ved temperaturer opptil 300 ° C og et trykk på 1000 til 3000 atm. Samtidig frigjøres en enorm mengde varme. Det fjernes med varmt vann, som blir matet inn i reaktorskjorten. Fra renhetsgraden av vannet som er tilført for fjerning av varme, er vann i stor grad avhengig av både kvaliteten på polymermaterialet og sikkerheten til prosessen. Hvis vannet er dårlig renset og inneholder mange urenheter (for eksempel hardhetssalter i form av kalsium- og magnesiumkatjoner, kiselsyreanioner, klor og andre), settes det inn i reaktorkappen eller begynner å korrodere metallet. På grunn av endringen i tykkelsen av reaktorens vegger blir varmefjerning gjennom hele overflaten ujevn, og temperaturbetingelsene for polymerisasjonen kan bli ukontrollable. Med en plutselig økning i temperaturen kan oksidasjon av polymeren eller dens dekomponering oppstå ved ødeleggelse av reaktoren.

Polymerisasjonsreaksjonen som resulterer i dannelsen av polyetylen kan også finne sted ved lavere trykk og temperaturer. Men dette krever en katalysator. Hvis høytrykkspolyetylen fra reaktoren kommer ut i form av en smelte som inneholder uomsatt etylen, som deretter separeres og polymeren granuleres, utløper polyetylen produsert ved lavt trykk reaktoren som et pulver, nærmere bestemt en suspensjon i et hydrokarbonløsningsmiddel. Pulveret skilles fra løsningsmidlet og vaskes av forurensningene i katalysatoren, og deretter granuleres det også på et spesielt utstyr kalt en ekstruder.

Således blir ethylenpolymerisasjonsreaksjonen i industrien brukt til syntese av polyetylen. I henhold til GOST 16338-85 produseres lavdensitetspolyetylen av suspensjons- og gassfasekvaliteter, ifølge GOST 16337-77 høytrykkspolyetylen produseres både autoklav og rørformet karakter.