Reakcije polimerizacije

Polimeri so spojine, ki imajo visoko molekulsko maso, ki doseže več tisoč enot. Reakcijska polimerizacija temelji na proizvodnji sodobnih materialov za različne namene in lastnosti. Imajo visoko trdnost pri nizki gostoti, jih zmehča s segrevanjem in jih je mogoče zlahka oblikovati, kar omogoča pridobivanje izdelkov različnih oblik in velikosti. Polimeri so inertni v jedkih okoljih, imajo električne izolacijske lastnosti in niso dovzetni za korozijo. Zaradi edinstvenih lastnosti, ki se zlahka regulirajo na stopnji sinteze, se področje uporabe sodobnih polimernih materialov stalno širi.

Pri segrevanju in hlajenju se ti kemični proizvodi obnašajo na dva načina.

Nekateri segrejejo pri segrevanju, vendar se utrdijo, ko se ohladijo. Takšni materiali vključujejo proizvode, ki temeljijo na, na primer, reakciji polimerizacije alkenov, t.j. polietilena in polipropilena. Imenujejo se termoplastični materiali. Polivinilklorid in polistiren imajo podobne lastnosti.

Polimere druge vrste se lahko segrejejo le enkrat, saj se po hlajenju strdijo in ne segrejejo več, ko se segrejejo. Ti materiali se imenujejo termosetting, vključujejo pa fenol-formaldehid ali urea-formaldehidne smole. Termoplastike in termoelektrarne imajo svoje prednosti. Prvo sproščanje v obliki granul. Od njih se po segrevanju in mehčanju pridobijo izdelki katerekoli oblike, vendar jih med obratovanjem ni mogoče segrevati. Slednje so na voljo v obliki smolne mase.

Reakcijo polimerizacije etilena lahko zapišemo v naslednji obliki: CH2 = CH2 → (-CH2-CH2-) n. Pod določenimi pogoji so v prisotnosti iniciatorja (plinastega kisika ali raztopine organskega peroksida v olju) prisotna vrzel med atomi ogljika pi - ligatura (v nasprotnem primeru dvojna vez) in medsebojna povezava n-ti števila prostih radikalov. Reakcijo polimerizacije poteka z mehanizmom radikalne verige. Molekulska masa polimerni material je neposredno odvisen od števila n, s povečevanjem pa raste. S prilagoditvijo pogojev polimerizacijske reakcije, sinteza polietilen operaterja dosega dobimo material z želene lastnosti: fluidnost (ali indeks talilnega), trdnost, gostoto dielektrično izgubo tangente, dielektrično konstanto, in drugi.

Sinteza visokotlačnega polietilena ali polimerizacijske reakcije izvedemo v avtoklav ali cevastih reaktorjih pri temperaturah do 300 ° C in tlaku od 1000 do 3000 bar. Istočasno se sprosti ogromna količina toplote. Odstrani jo z vročo vodo, ki se napaja v reaktorske srajce. Stopnja čistosti dovaja toploto odstranitve vode v veliki meri odvisna od kakovosti polimernega materiala in procesno varnost. Če se voda slabo očiščena in vsebuje veliko nečistoč (npr trdota soli so kalcijeve in magnezijeve kationi, anioni silicijevo kislino, klor, itd), plašča reaktorja tvorjene depozite ali kovinske začne korozijo. Zaradi sprememb v reaktorski debelino stene odvajanje toplote poda njena površina postane neenakomeren in temperatura polimerizacijskih pogojih lahko postane mogoče upravljati. Z dramatičen porast temperature oksidacije polimera lahko pride ali se hitro razgradijo s uničenja reaktorja.

Polimerizaciji, zaradi katerega tvorjena polietilen, lahko poteka pri nižji temperaturi in tlaku. Toda to zahteva katalizator. Vsebuje nezreagirani etilena, ki se nato ločimo in polimer peletiziran, polietilen proizveden pod nizkim tlakom, zapre reaktor kot prašek ali namesto suspenzije v ogljikovodikovim topilom, če polietilen visokotlačno iz reaktorja, kot talilnega izhodov. Prašek ločimo iz topila in nečistoč spranih od katalizatorja in nato granuliramo in posebne opreme imenuje ekstruder.

Tako se reakcija etilenske polimerizacije v industriji uporablja za sintezo polietilena. Po GOST 16338-85 proizvajajo nizkotlačni polietilen suspenzije in plinske faze, po GOST 16337-77, proizvajajo visokotlačni polietilen avtoklavov in cevastih razredov.