Polietilena

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Polietilena
Unitate de repetiție din polietilenă
Polietilenă-3D-vdW.png
Abrevieri
PE
numar CAS 9002-88-4
Caracteristici generale
Compoziţie (C 2 H 4) n
Aspect solid alb sub diferite forme
Proprietăți fizico-chimice
Densitate (g / cm 3 , în cs ) 0,88-0,96
Temperatura de topire ( K ) 115-140 ° C (388,15 - 413,15 K)
Informații de siguranță
Punct de aprindere (K) 341 ° C (614,15 K)
Temperatura de autoaprindere (K) 330-410 ° C (603,15 - 683,15 K)
Simboluri de pericol chimic

Ușor inflamabil

Cod de reciclare
02 PE-HD
04 PE-LD		 Plastic-reciclare-02.svg Plastic-recicl-04.svg

Polietilena (cunoscută și sub numele de polietilenă ) este cel mai simplu dintre polimerii sintetici și este cel mai frecvent dintre materialele plastice .

Este adesea indicat cu abrevierea „PE”, ca de exemplu „PS” este utilizat pentru polistiren sau „PVC” pentru clorură de polivinil sau „PET” pentru polietilen tereftalat . Are formula chimică (-C 2 H 4 -) n unde gradul de polimerizare n poate ajunge la câteva milioane. Lanțurile pot fi de lungime variabilă și mai mult sau mai puțin ramificate.

Polietilena este o rășină termoplastică , apare ca un solid transparent (formă amorfă) sau albă (formă cristalină) cu proprietăți izolante excelente și stabilitate chimică, este un material foarte versatil și unul dintre cele mai ieftine materiale plastice; cele mai frecvente utilizări sunt ca izolație pentru cabluri electrice, filme pentru agricultură, pungi și pungi de plastic, recipiente de diferite tipuri, țevi, strat intern de recipiente aseptice pentru lichide alimentare și multe altele.

Istorie

Polietilena a fost sintetizată pentru prima oară accidental de chimistul german Hans von Pechmann în 1898 în timp ce încălzea diazometanul . Colegii lui Eugen Bamberger și Friedrich Tschirner analizat alb ceară ca substanță pe pereții containerului și a constatat că acesta conține lanțuri lungi de -CH 2 -, ei au decis să numesc această substanță polimetilen .

Prima sinteză industrială a fost descoperită (din nou accidental) de Eric Fawcett și Reginald Gibson la ICI Chemicals în 1933 . Polietilena a fost formată prin aplicarea unei presiuni de câteva sute de atmosfere pe un recipient care conțin etilenă și benzaldehidă , iarăși au observat un material asemănător ceară pe pereții containerului. Cu toate acestea, reacția a fost declanșată de urmele de oxigen conținute în recipient și nu a putut fi reprodusă cu succes până în 1935 , când un alt chimist ICI, Michael Perrin , a dezvoltat o sinteză industrială reproductibilă pentru sinteza polietilenei cu densitate redusă ( LDPE ). Prima tonă de material a arătat că aceasta avea calități de neegalat ca izolator electric, iar în august 1939 a început producția industrială, care a fost în întregime absorbită de nevoile războiului (în special în tehnicile legate de radar ). [1] După război, polietilena era în pericol să dispară din produsele ICI, dar rezultatele cercetărilor privind posibilele noi aplicații au arătat că polietilena era un material mult mai versatil decât se credea.

Următoarea etapă realizată în sinteza polietilenei a fost dezvoltarea a numeroase tipuri de catalizatori care au permis sinteza acestuia la temperaturi și presiuni mai blânde. Primul dintre acești catalizatori se baza pe dioxid de crom , a fost descoperit în 1951 de Robert Banks și John Hogan la Phillips Petroleum . În 1953 , chimistul german Karl Ziegler a dezvoltat un sistem catalitic bazat pe halogenuri de titan și compuși organici de aluminiu care funcționau în condiții chiar mai blânde decât catalizatorii Phillips . [1] Cu toate acestea, acestea din urmă erau mai puțin costisitoare și mai ușor de manevrat; ambele sisteme au fost apoi utilizate în sinteza industrială pentru producerea HDPE .

Cataliza de tip Phillips a avut inițial probleme în sinteza HDPE de calitate uniformă, determinând plantele care au folosit-o să-și umple depozitele cu produse în afara specificațiilor. Prăbușirea financiară a fost evitată în 1957 , când răspândirea unei jucării constând dintr-un tub circular din polietilenă colorată, cercul hula , a avut loc în Statele Unite . [1]

Un al treilea sistem catalitic, bazat pe metaloceni , a fost descoperit în 1976 în Germania de Walter Kaminsky și Hansjörg Sinn . Catalizatorii metaloceni și Ziegler au demonstrat amândoi o flexibilitate excelentă în sinteza amestecurilor de etenă și alfa-olefină , punând bazele pentru gama largă de tipuri de polietilenă care există. Unele dintre aceste rășini, cum ar fi fibra Dyneema , au început să înlocuiască materiale precum kevlar pentru aplicații în care proprietăți mecanice excelente de rezistență la tracțiune .

Clasificarea polietilenei

Granule LLDPE. Aceste granule sunt produse în timpul procesului de polimerizare și sunt prelucrate ulterior pentru a obține produsul finit.

Pe baza distribuției greutăților moleculare și a gradului de ramificare, se obțin tipuri de polietilenă cu proprietăți și utilizări diferite:

  • Ultra din polietilenă de înaltă Greutate moleculară (UHMWPE): este o polietilenă cu o greutate moleculară medie între 3 x 10 6 și 6 x 10 6 u (conform ASTM standardului D4020). [2] Rezultatul este un material cu lanțuri bine împachetate în structura cristalină și foarte rezistent. Acest tip de polietilenă este sintetizat prin polimerizare de coordonare cu metaloceni . Proprietățile mecanice deosebite îl fac potrivit, spre deosebire de celelalte tipuri mai comune de polietilenă, pentru utilizări speciale, cum ar fi proteze și veste antiglonț .
  • Polietilenă de înaltă densitate (HDPE) sau (HDPE): este un polietilenă puțin ramificată, [3] are, prin urmare, forțe intermoleculare ridicate și rigiditate mai mare în comparație cu polietilena de densitate mică; este sintetizat în general prin polimerizare de coordonare cu un sistem catalitic de tip Ziegler-Natta .
  • Polietilenă cu densitate redusă ( LDPE ): este mult mai ramificată decât HDPE, este deci un material mai ductil și mai puțin rigid, este sintetizată în general prin polimerizare radicală .
  • Polietilenă de densitate medie ( MDPE ): se caracterizează prin procente mai mici de lanțuri ramificate decât polietilena de densitate mică (LDPE).
  • Polietilenă liniară cu densitate redusă ( LLDPE ): este în esență polietilenă liniară cu un număr semnificativ de ramuri scurte; se obține în mod normal prin polimerizarea unui amestec de etenă și α-olefine ( butenă , hexenă , octenă ) cu cataliză de tip Ziegler-Natta.
  • Polietilena expandată : este o polietilenă care se face poroasă, ușoară și moale printr-un proces fizico-chimic.

Sinteză

Polietilena este sintetizată din etilenă conform reacției:

Molecula de etilenă se caracterizează prin dubla legătură între atomii de carbon, ceea ce o face deosebit de stabilă; din acest motiv, reacția de polimerizare necesită condiții de reacție particulare.

formula structurală a etilenei

Pentru producția industrială posibilitățile sunt:

Schema procesului

Schema unei instalații pentru producția de polietilenă liniară de joasă densitate (LDPE) sau polietilenă de înaltă densitate (HDPE). În acest caz se folosește un reactor cu pat fluidizat .

Aplicații

Cod de identificare a reciclării polietilenei de înaltă densitate
Cod de identificare a reciclării polietilenei cu densitate redusă

Una dintre utilizările clasice ale polietilenei este fabricarea, prin extrudare și prelucrare ulterioară, a pungilor denumite în mod obișnuit „plastic”, unde plasticul în cauză este tocmai polietilenă.

Polietilena este, de asemenea, utilizată pentru crearea „ filmului stretch ” și a „filmului cu bule de aer” (sau folie cu bule ).

Alte utilizări ale polietilenei sunt: [5]

  • Hidroizolarea generală a clădirilor cu geomembrana HDPE ;
  • căptușeala interioară a cutiilor cu alimente (de exemplu, cutii cu lapte);
  • sticle pentru conținerea detergenților sau alimentelor;
  • jucarii;
  • filme alimentare ;
  • capace din plastic;
  • conducte pentru transportul apei și gazelor naturale;
  • folie de acoperire pentru cabluri electrice și telefonice;
  • baloane stratosferice;
  • mobilier de grădină ( Hularo );
  • inserții de înlocuire a genunchiului.

  • Pungă din polietilenă

  • Flacon din polietilenă

  • Barieră temporară modulară "New Jersey" din polietilenă

  • Element de ambalare din polietilenă

  • Balon de sondă din polietilenă

  • Țevi din polietilenă

Notă

  1. ^ a b c ( EN ) The Story of Polythene
  2. ^ Ullmann's , cap. 1.2.4 .
  3. ^ a b c Villavecchia , p. 2517 .
  4. ^ a b Villavecchia , pp. 2516-2517 .
  5. ^ Ullmann's , cap. 1.6 .

Bibliografie

Alte proiecte

linkuri externe

Controlul autorității NDL ( EN , JA ) 00569150
Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Polietilenă&oldid=118464736 ”