معرفی پلی اتیلن

معرفی پلی اتیلنReviewed by دیدبان on Mar 13Rating: 5.0شيمي ماكرومولكولها (پليمرها) براي اولين بار توسط مطالعات و تحقيقات پروفسور دو جنگ جهاني اول و دوم پا به عرصه وجود گذاشت و مانند ساير ايده هاي نوين با نظريات انتقادي شديد مواجه گشت كه اكنون همگي فراموش شده اند مگر آنهايي كه از آن پشتيباني كردند و اين علم را به ترقي افتخار آميز امروز رسانيدند. اين علم به كارشناسان شيمي آلي اين امكان را داده است كه بتوانند تعداد بسيار متنوعي از پليمرها را از طريق سنتز بدست بياورند.شيمي ماكرومولكولها (پليمرها) براي اولين بار توسط مطالعات و تحقيقات پروفسور دو جنگ جهاني اول و دوم پا به عرصه وجود گذاشت و مانند ساير ايده هاي نوين با نظريات انتقادي شديد مواجه گشت كه اكنون همگي فراموش شده اند مگر آنهايي كه از آن پشتيباني كردند و اين علم را به ترقي افتخار آميز امروز رسانيدند. اين علم به كارشناسان شيمي آلي اين امكان را داده است كه بتوانند تعداد بسيار متنوعي از پليمرها را از طريق سنتز بدست بياورند.

معرفی پلی اتیلن

شیمی ماکرومولکولها (پلیمرها) برای اولین بار توسط مطالعات و تحقیقات پروفسور
دو جنگ جهانی اول و دوم پا به عرصه وجود گذاشت و مانند سایر ایده های نوین با نظریات انتقادی شدید
مواجه گشت که اکنون همگی فراموش شده اند مگر آنهایی که از آن پشتیبانی کردند و این علم را به ترقی
افتخار آمیز امروز رسانیدند. این علم به کارشناسان شیمی آلی این امکان را داده است که بتوانند تعداد بسیار
متنوعی از پلیمرها را از طریق سنتز بدست بیاورند.
بیشترین حجم را در تولید بسیاری از ترکیبات پتروشیمی دارد. اتیلن H2C=HC اتیلن (اتن) با فرمول ۲
سبک ترین الفین است،که گازی بی رنگ، قابل اشتعال و با بویی تقریبا شیرین است. پلی اتیلن یکی از ساده
ترین و ارزان ترین پلیمرها و پر مصرف ترین ماده پلاستیکی در جهان است. این ماده از پلیمریزاسیون اتیلن
نشان داده می شود. نام آیوپاک مونومر آن، برخلاف آنچه که PE به دست می آید و به طور خلاصه به صورت
در گذشته اتیلن ذکر شده، اتن می باشد. بنابراین نام آیوپاک این پلیمر، پلی اتن خواهد بود. البته این نام
هرگز توسط شیمیدان ها به کار نمی رود و این پلیمر به نام متداول خود یعنی پلی اتیلن نامیده می شود.
دهد ناشی از مونومرها شود.

در ۱۹۳۳ کشف شد. این دو دانشمند با حرارت دادن مخلوط اتیلن و بنزالدئید در فشار (ICI شیمیدان های
بالا، ماده ای موم مانند به دست آوردند.
علت این واکنش وجود ناخالصی های اکسیژن دار در دستگاه های مورد استفاده بود که به عنوان ماده آغازگر
این روش را ICI پلیمریزاسیون عمل کرده بود. در سال ۱۹۳۵ “مایکل پرین” یکی دیگر از دانشمندهای
در سال LDPE توسعه داد و تحت فشار بالا پلی اتیلن را سنتز کرد که این روش اساسی برای تولید صنعتی
۱۹۳۹ شد.
بود که در سال ۱۹۳۳ در (LDPE) اولین پلی اتیلنی که به صورت تجاری ساخته شد،پلی اتیلن کم چگال
انگلیس ساخته شد و به دلیل اینکه عایق الکتریکی خوبی بود، مورد توجه قرار گرفت.تا اواسط دهه ۱۹۵۰ تمام
پلی اتیلن های تجاری به همان روش اولیه و تحت فشار و دمای زیاد تولید می شد و پلیمر حاصل شاخه دار و
کم چگال بود. درسال ۱۹۵۳ با کشف کاتالیزورهای زیگلر- ناتا انقلابی در زمینه تولید پلی اتیلن صورت گرفت و
نسل دوم این پلیمرها به بازار آمدند. این نسل جدید که دارای شاخه های جانبی کمتری بود دارای چگالی
بیشتری هم بود، علاوه بر این دارای ویژگی های مکانیکی بهتری نسبت به خواهر هم چگال خود بود و در فشار
نام گرفت. (HDPE) کمتری تولید می شد و به همین دلیل بسیار مورد توجه واقع شد وپلی اتیلن پر چگال
همزمان با کشف کاتالیزورهای زیگلر- ناتا فرایندی تحت نام فیلیپس نیز معرفی شد که آن نیز با استفاده از
کاتالیزورهای اکسید فلزی منجر به تولید پلی اتیلن پر چگال میشود.به این ترتیب کاربردهای پلی اتیلن
افزایش یافت. پس از جنگ دوم جهانی ، در ایالات متحده،با توجه به فعال شدن صنایع بسته فیلم های پلی
اتیلنی بسیار مورد توجه قرار گرفتند ودر همان زمان در انگلیس قطعات قالب گیری شده پلی اتیلنی اهمیت
پیدا کردند.
در اواسط دهه ۱۹۷۰ نسل سوم پلی اتیلن تحت نام پلی اتیلن کم چگال خطی روانه بازار شدند، که از
کوپلیمریزاسیون مونومر اتیلن با مونومرهای از قبیل ۱-بوتن، ۱- هگزن و ۱- اکتن تولید می شدند. از ویژگی
های مهم این محصول ، زیاد بودن مقاومت پارگی فیلم به همراه شفافیت خوب آن بود که بااعث شد به عنوان
گونه مخصوص تولید فیلم پلی اتیلنی در صنایع بسته بندی پزیرفته شود.
از آنجایی که مواضع فعالل در کاتالیزورهای زیگلر- ناتا و اکسید فلزی، دارای فعالیت یکسانی نیستند ، پلی
اتیلن پر چگال و کم چگال خطی تولید شده با این کاتالیزورها توزیع به نسبت پهنی دارند. در اواسط
دهه ۱۹۸۰ با کشف کاتالیزورهای متالوسن که دارای مواضع فعال یکنواختی هستند، تحول دیگری در تولید
پلی اتیلن حاصل شد. این کاتالیزورها پلیمرهای با ملکولهای کاملا” یکنواخت و وزن ملکولی دلخواه تولید می
کنند و این امکان را به تولید کننده می دهند که محصولاتی دقیقا” منطبق بر نیاز مشتری به بازار عرضه کند.
استفاده از انواع کاتالیزورها در سنتز پلی اتیلن اتفاق مهم در سنتز پلی اتیلن، کشف چندین کاتالیزور جدید
بود که پلیمریزاسیون اتیلن را در دما و فشار ملایم تری نسبت به روش های دیگر امکان پذیر می کرد. اولین
کاتالیزور کشف شده در این زمینه، تری اکسید کروم بود که در ۱۹۵۱ ، “روبرت بانکس” و “جان هوسن” در
شرکت فیلیپس تپرولیوم آن را کشف کردند. در ۱۹۵۳ ، “کارل زیگلر” شیمیدان آلمانی سیستم های کاتالیزور
شامل هالیدهای تیتان و ترکیبات آلی آلومینیوم دار را توسعه داد.
این کاتالیزورها در شرایط ملایم تری نسبت به کاتالیزورهای فیلیپس قابل استفاده بودند و همچنین پلی
اتیلن یک آرایش (با ساختار منظم) تولید می کردند. سومین نوع سیستم کاتالیزوری استفاده از ترکیبات
متالوسن بود که در سال ۱۹۷۶ در آلمان توسط “والتر کامینیکی” و “هانس ژوژسین” تولید شد.
کاتالیزورهای زیگلر و متالوسن از لحاظ کارکرد بسیار انعطاف پذیر هستند و در فرایند کوپلیمریزاسیون اتیلن
هستند، مورد استفاده MDPE و LLDPE و VLDPE با سایر اولفین ها که اساس تولید پلیمرهای مهمی مثل
قرار می گیرند.
اخیرا کاتالیزوری از خانواده متالوین ها با قابلیت استفاده بالا برای پلیمریزاسیون پلی اتیلن به نام زیرکونوسن
دی کلرید ساخته شده است که امکان تولید پلیمر با ساختار بلوری (تک آرایش) بالا را می دهد. همچنین نوع
دیگری از کاتالیزورها به نام کمپلکس ایمینوفتالات با فلزات گروه ششم مورد توجه قرار گرفته است که کارکرد
بالاتری نسبت به متالوسن ها نشان می دهند.
روش های تولید پلی اتیلن چهار روش اصلی برای تولید صنعتی پلی اتیلن وجود دارد و در هر مورد،
محصولاتی با خواص متفاوت حاصل می شود .
۱۰۰۰-۳۰۰۰ و دماهای استفاده می شود. یکی از atm فرآیند فشار بالا در فرآیند فشار بالا، از فشارهای
مکانیسم ها برای انجام این کار، پلیمریزاسیون به صورت رادیکالی است که برای شروع واکنش می توان از
پراکسیدها، ترکیبات آزو و مقادیر جزئی اکسیژن استفاده کرد و باید شرایط به دقت کنترل شود تا واکنش
فرعی انجام نشود. در صورت انجام واکنش فرعی، هیدروژن، متان و گرافیت تولید می گردد که اگر به دست
آوردن پلیمری با جرم مولکولی زیاد مورد نظر باشد باید آنها را از محیط واکنش خارج کرد. به طور کلی،
gr. cm‐ فرآیندهای فشار بالا، پلی اتیلن های شاخه دار با دانسیته کمتر در محدوده ۳
۰/۹۱۵-۰/۹۴۵ ایجاد
می کنند که جرم مولی آنها نیز نسبتاً پایین است.
فرآیند زیگلر- ناتا
فرآیند زیگلر براساس واکنش های کوردیناسیون به کمک کاتالیزورها شامل هالیدهای تیتان و ترکیبات آلی
آلومینیوم دار انجام می شود. این واکنش ها توسط زیگلر در سال ۱۹۵۳ در موسسه ماکس پلانک در آلمان
کشف و توسط ناتا در ایتالیا در اوایل دهه ۱۹۵۰ توسعه یافتند. کاتالیزور زیگلر- ناتا کمپلکسی تهیه شده از
تتراکلراید تیتانیوم و تری اتیل آلومینیوم است. این کاتالیزور در ابتدا به ظرف واکنش وارد شده و پس از آن
اتیلن اضافه می شود. واکنش در دماها و فشارهای پایین در غیاب هوا و رطوبت، که کاتالیزور را تجزیه می
۰/۹۴۵‐ grcm کنند انجام می گیرد. پلی اتیلن تولید شده طی این فرآیند، دارای دانسیته متوسط در حدود ۳
می باشد. با تغییر نسبت اجزای پلیمر یا وارد کردن مقدار کمی هیدروژن به ظرف واکنش، می توان به دامنه
ای از جرم های مولی نسبی دست یافت .
فرآیند فیلیپس
این فرآیند، پلی اتیلن با دانسیته زیاد در فشار و دمای نسبتاً پایین به دست می دهد. در فرآیند فیلیپس، از
۱۵-۳۵ و دمای استفاده می شود. دانسیته atm 5 در سیلیس/ آلومینا بسیار ریز در فشار %۳ CrO کاتالیزور
۰/۹۶ می باشد. ‐ grcm محصول ۳
فرآیند نفت استاندارد (ایندیانا)
۰/۹۶ ) تولید می شود از ‐ grcm در این فرآیند نیز همانند فرآیند فیلیپس که پلی اتیلن با دانسیته بالا ( ۳
۴۰-۸۰ و دمای استفاده می گردد . atm 3 تثبیت شده روی فلز یا هیدرید کلسیم و سدیم در فشار MnO
تقسیم بندی اساسی پلی اتیلن:
پلی اتیلن با دانسیته بالا HDPE ▪
پلی اتیلن با دانسیته پایین LDPE ▪
پلی اتیلن سبک خطی LLDPE ▪
پلی اتیلن خیلی سبک VLDPE ▪
کوپلیمرهای اتیلن-ونیل استر COPOLYMERS ▪
یونیمرها IONOMERS ▪
پلی اتیلن با اتصالات عرضی XLPE ▪

Share

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *