Polyethylene: Nó Là Gì Và Nó được Làm Bằng Gì? Ứng Dụng Và Sản Phẩm, Tính Chất Vật Lý Và Sản Xuất, Sản Xuất Vật Liệu ép đùn Và Vật Liệu Khác

2024 Tác giả: Beatrice Philips | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-16 06:03

Ngày nay, ngành công nghiệp hóa chất là một trong những ngành phát triển nhanh nhất. Các nhà nghiên cứu đang nghiên cứu sự phát triển của những phát triển khoa học mới nhất, đặc biệt là về việc tạo ra nhiều loại vật liệu sáng tạo. Một trong những loại phổ biến nhất trong số đó là polyethylene. Xem xét các tính năng, đặc tính và tính năng độc đáo của polyethylene, cũng như phạm vi của nó.

Nó là gì?

Trước hết, bạn nên tìm hiểu xem polyethylene là gì. Trên thực tế, vật liệu này là một polyme etylen nhiệt dẻo . Nó có thể được phân loại như một polyolefin. Định nghĩa về polyetylen bao gồm ký hiệu mà theo quan điểm hóa học, một vật liệu nhất định là một hợp chất hữu cơ và các phân tử của nó có chiều dài đáng kể.

Nếu chúng ta nói về các đặc điểm bên ngoài của vật liệu, thì nó thường được trình bày dưới dạng các tấm mỏng có thể không màu hoặc trắng . Polyethylene khá cứng khi chạm vào. Nó khá phổ biến như một nguyên liệu thô và được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau.

Các nhà khoa học phát minh ra polyethylene không nhấn mạnh rằng vật liệu này là lý tưởng. Giống như bất kỳ hợp chất hóa học nào khác, nó có một số đặc tính độc đáo cả tích cực và tiêu cực.

Hãy xem xét chúng chi tiết hơn.

Ưu điểm của polyetylen bao gồm các đặc điểm sau:

• mức độ bền cao (về mặt này, chúng tôi muốn nói đến thực tế là vật liệu có thể chịu được hư hỏng cơ học và các ảnh hưởng tiêu cực từ môi trường khác);
• độ đàn hồi;
• tính không thấm nước;
• dễ sử dụng;
• mức độ dẫn nhiệt thấp;
• an toàn cho con người (polyetylen không thải ra các chất có thể gây hại cho sức khỏe con người);
• giá cả phải chăng;
• phạm vi rộng rãi của;
• thiết kế đa dạng và nhiều hơn nữa.

Nhưng ngay cả khi có một số lượng lớn các đặc điểm tích cực như vậy, vẫn cần phải nhớ về những thiếu sót hiện có:

• sự phá hủy dưới tác động của ánh sáng mặt trời trực tiếp;
• sự mong manh tương đối;
• ô nhiễm môi trường, đó là một đặc tính tiêu cực chính của vật liệu.

Chúng được tạo ra như thế nào và từ những gì?

Phương pháp thu nhận và quy trình sản xuất polyetylen được các nhà nghiên cứu đặc biệt quan tâm. Vì vậy, hợp chất hóa học đã thảo luận thu được từ etylen. Nguyên liệu thô phải trải qua quá trình trùng hợp bắt buộc.

Ban đầu, polyethylene bao gồm các hạt, kích thước của chúng từ 2 đến 5 mm. Hợp chất có được thành phần cuối cùng thông qua các quy trình xử lý nhiệt, được thực hiện bằng cách sử dụng thiết bị được thiết kế đặc biệt.

Đồng thời, ngày nay, các chuyên gia trong lĩnh vực hóa học đã phân biệt một số loại polyetylen, mỗi loại được sản xuất theo một công nghệ riêng.

Tính chất

Để làm quen với vật liệu một cách chi tiết hơn, bạn nên phân tích các đặc điểm phân biệt của nó (bao gồm cả vật lý và hóa học). Rốt cuộc, polyethylene có những tính chất đặc biệt giúp phân biệt nó với bất kỳ hợp chất nào khác.

Vì vậy, các tính năng chính của vật liệu bao gồm:

• theo nguyên tắc chung, polyetylen trong suốt (điều này chỉ áp dụng cho hợp chất hóa học tinh khiết, không có bất kỳ tạp chất nào), trong quá trình nhuộm, vật liệu có thể có được bất kỳ sắc thái nào khác (đen, trắng, đỏ và nhiều màu khác);
• vật liệu có cấu trúc vững chắc;
• quá trình kết tinh của nguyên liệu được thực hiện ở nhiệt độ từ -60 đến -369 độ C;
• thiếu mùi;
• các chỉ số nhỏ về khối lượng;
• mật độ của vật liệu không ổn định, nó phụ thuộc vào cách thu được polyetylen;
• các hợp chất hóa học có các đặc tính của một chất giảm xóc;
• mức độ kết dính thấp;
• hệ số ma sát thấp;
• tính không thấm nước;
• polyethylene trải qua quá trình làm mềm ở nhiệt độ từ +80 đến +120 độ C;
• khả năng chống lại nhiệt độ thấp;
• Uyển chuyển;
• đặc tính điện môi;
• hơi nước và chống thấm;
• tính trơ sinh học;
• dẫn nhiệt;
• trong quá trình phân hủy, polyetylen không thải ra các chất có hại cho con người;
• khả năng chống lại các hợp chất hóa học tích cực.

Các đặc tính của polyethylene phần lớn quyết định các lĩnh vực sử dụng của nó.

Tổng quan về Chế độ xem Mật độ

Ngày nay có rất nhiều loại polyetylen. Vì vậy, trên thị trường, bạn có thể tìm thấy vật liệu đùn, trọng lượng phân tử thấp, bong bóng, cuộn, độ bền cao và vật liệu mô đun cao. Theo đó, khi lựa chọn polyethylene, bạn phải chú ý đến nhãn mác.

Để thuận tiện cho người dùng, các nhà sản xuất đã áp dụng cách phân loại hợp chất thành nhiều loại . Hãy xem xét các đặc điểm và tính năng khác biệt của từng loại.

Cao

Để sản xuất polyetylen mật độ cao, cần phải có một số điều kiện tiên quyết. Đặc biệt, nhiệt độ không khí nên trong khoảng 200 - 260 độ C, áp suất không quá 300 MPa . Ngoài ra, cần phải có sự hiện diện của chất xúc tác, chức năng của chất này có thể được thực hiện bởi oxy hoặc peroxide hữu cơ. Bản thân quy trình sản xuất được thực hiện trong lò hấp hoặc lò phản ứng dạng ống.

Đối với các đặc tính trực tiếp của vật liệu, polyethylene mật độ cao có trọng lượng nhẹ và đàn hồi. Nó có đặc điểm điện môi rõ rệt. Điểm đặc biệt của vật liệu là polyethylene như vậy khá dễ tái chế.

Thấp

Các điều kiện cần thiết để thu được polyetylen mật độ thấp phải như sau:

• chỉ số nhiệt độ - 120-150 độ C;
• mức áp suất - 0, 1-2 MPa;
• sự hiện diện của chất xúc tác, ví dụ chất xúc tác Ziegler-Natta.

Kết quả của quá trình trùng hợp, một vật liệu được hình thành cho phép hạ nhiệt xuống -80 độ C.

Ngoài ra, polyethylene mật độ thấp rất nhẹ và đàn hồi, và bề mặt của nó có độ bóng đặc trưng.

Tên đệm

Polyetylen mật độ trung bình được sản xuất ở nhiệt độ 100-120 độ C. Trong trường hợp này, áp suất phải ở mức 3-4 MPa, và nên sử dụng hỗn hợp TiCl4 và AlR3 làm chất xúc tác phản ứng . Cần lưu ý rằng hợp chất cuối cùng sẽ hình thành ở dạng mảnh.

Do đó, các loại polyetylen hiện có khác nhau cả về tính chất và đặc điểm cũng như phương pháp sản xuất.

Các nhà sản xuất nổi tiếng

Do polyethylene là một vật liệu phổ biến, được ưa chuộng và có nhu cầu ở người tiêu dùng, nên một số lượng lớn các thương hiệu đã tham gia vào sản xuất của nó. Hãy xem xét những cái chính.

Kazanorgsintez

Trên lãnh thổ Liên bang Nga, công ty này là một trong những nhà sản xuất polyethylene lớn nhất (và phạm vi bao gồm vật liệu có mật độ thấp và cao). Mặc dù thực tế là thương hiệu này đã xuất hiện trên thị trường vào năm 1950, nhưng lô sản phẩm đầu tiên chỉ xuất hiện sau đó 13 năm . Cũng cần lưu ý rằng chủng loại của thương hiệu không chỉ bao gồm polyethylene mà còn có một số hợp chất hóa học khác. Như tên cho thấy, công ty được đặt tại Kazan.

Nizhnekamskneftekhim

Các cơ sở sản xuất của nhà máy, cũng như các sản phẩm của Nizhnekamskneftekhim, đáp ứng tất cả các yêu cầu công nghệ hiện đại. Các nhân viên của công ty tập trung vào việc giới thiệu các công nghệ tiên tiến và phát triển khoa học . Đồng thời, tại đây chỉ sử dụng nguyên liệu chất lượng cao. Đối với các đặc tính khác biệt của polyethylene từ công ty này, cần lưu ý các đặc tính như độ bám dính cao, bề mặt nhẵn và trong suốt, tuân thủ các tiêu chuẩn quốc tế và nhiều phẩm chất tích cực khác.

Stavrolen

Công ty này tham gia vào việc sản xuất nhiều loại sản phẩm hóa dầu. Lần đầu tiên, Stavrolen sản xuất polyetylen ở dạng bột. Các sản phẩm của công ty tương ứng với trình độ thế giới và được nhiều người tiêu dùng có nhu cầu . Nhân viên của công ty sử dụng phương pháp trùng hợp ở trạng thái khí để thu được nguyên liệu là hóa chất.

Tomskneftekhim

Công ty Tomskneftekhim sản xuất polyetylen bằng công nghệ trùng hợp, được đặc trưng bởi áp suất cao trong lò phản ứng. Cần lưu ý rằng các sản phẩm do thương hiệu này sản xuất không chỉ được ưa chuộng tại thị trường trong nước mà còn được xuất khẩu ra nước ngoài . Để tạo ra cơ sở nguyên liệu thô, là điểm khởi đầu cho việc sản xuất polyetylen, Tomskneftekhim tham gia vào quá trình chế biến hydrocacbon (cụ thể là khí hóa lỏng và xăng).

Nhà máy Polyme Angarsk

Nhà máy tham gia sản xuất polyethylene mật độ cao cấp 10803-020 V / C. Về khối lượng sản xuất, công ty sản xuất khoảng 300 tấn nguyên liệu trong 1 năm. Polyethylene của thương hiệu này có chất lượng cao và có các chứng chỉ thích hợp . Các hợp chất hóa học của công ty này được chia thành 3 loại: cao cấp, cấp một và cấp hai. Về mật độ, vật liệu này ở mức 0,90 g / cm3. Độ giãn dài khi đứt là 550%. Polyethylene "Angarsk Polymer Plant" được sử dụng để sản xuất các sản phẩm kỹ thuật, đồ chơi, bao bì, hàng hóa nông nghiệp và các loại khác.

Ufaorgsintez (Bashneft)

Doanh nghiệp này là một trong những cơ sở sản xuất polyethylene lâu đời nhất trên lãnh thổ của tiểu bang chúng tôi. Việc sản xuất hợp chất hóa học polyethylene trong khuôn khổ Ufaorgsintez (Bashneft) bắt đầu từ năm 1967. Công ty sản xuất một số loại vật liệu khác nhau đáp ứng nhu cầu của thị trường . Polyetylen của nhãn hiệu thương mại này được sử dụng để sản xuất hàng hóa kỹ thuật, bao bì cho thực phẩm và thuốc, đồ chơi trẻ em và các sản phẩm khác.

Polymir

Công ty này đặt trụ sở tại Belarus. Tuy nhiên, các sản phẩm của công ty đã được phổ biến rộng rãi và vượt xa biên giới của đất nước này. Polyethylene từ "Polimir" vẫn giữ được khả năng cạnh tranh do hiệu quả công nghệ cao của quá trình sản xuất, nhiều loại sản phẩm và nguyên liệu chất lượng cao . Nói về sự đa dạng của vật liệu, cần phải nói rằng công ty sản xuất vật liệu của các lớp 10204-003, 10803020, 15803-020 và nhiều loại khác. Hơn nữa, mỗi nhãn hiệu này được sử dụng để sản xuất các loại sản phẩm khác nhau (ví dụ, ống, phim, giấy, thuốc nhuộm).

Gazprom neftekhim Salavat

Sản xuất polyethylene được thực hiện trong một số phân xưởng của nhà máy. Đồng thời, vật liệu mật độ thấp và cao cũng được bán. Vị trí của nhà máy là Salavat, Cộng hòa Bashkortostan. Ethylene, butene, hydro và hexane được sử dụng làm nguyên liệu ban đầu.

Vì vậy, trên lãnh thổ của Liên bang Nga có một số lượng lớn các nhà máy và xí nghiệp chuyên sản xuất polyethylene . Thực tế đó chứng tỏ vật liệu có tính phổ biến rộng rãi, phổ biến và không thể thiếu trong nhiều lĩnh vực hoạt động của con người. Đồng thời, nguyên liệu trong nước có chất lượng cao.

Đơn xin

Như đã đề cập ở trên, polyethylene là một trong những vật liệu phổ biến và được yêu cầu nhiều nhất, nó được sử dụng trong một số lượng lớn các lĩnh vực và để sản xuất các sản phẩm khác nhau.

Ứng dụng của polyetylen:

sản xuất thực phẩm đậm đặc và màng kỹ thuật dạng cuộn

sản xuất bao bì và sản phẩm đóng gói (ví dụ, túi nhựa)

sản xuất ống cống cũng như ống cấp nước

chế tạo tấm cách nhiệt (ví dụ, cách điện)

tạo keo nóng chảy

sản xuất chất cách nhiệt

Tất nhiên, đây không phải là một danh sách đầy đủ.

Tuy nhiên, cần lưu ý rằng việc sử dụng rộng rãi polyetylen có thể ảnh hưởng xấu đến trạng thái sinh thái của môi trường.

Điều này là vật liệu này bị phân hủy trong một thời gian khá dài (trong một số trường hợp, vật liệu này hoàn toàn không phân hủy) . Điều này có thể dẫn đến ô nhiễm bầu khí quyển, đại dương và hành tinh nói chung, cũng như các hậu quả tiêu cực khác (ví dụ, nhiều động vật chết vì ăn polyethylene).

Thải bỏ

Polyetylen có thể là chính hoặc phụ. Điều này có nghĩa là sau khi sản phẩm polyethylene được sản xuất ban đầu không sử dụng được, nó có thể được tái chế và tái sử dụng. Các kỹ thuật như ép đùn, đúc thổi, ép phun và đúc khí nén được sử dụng để xử lý các hợp chất polyetylen.

Đối với quá trình xử lý trực tiếp, nó thường là phương pháp thiêu hủy . Tuy nhiên, ngay sau khi polyetylen bị nung nóng (ví dụ, dưới ánh sáng mặt trời trực tiếp), nó sẽ giải phóng các sản phẩm dễ bay hơi. Theo đó, diễn ra quá trình hình thành các hợp chất có độ sôi thấp.

Vì vậy, quá trình đốt polyetylen theo đặc điểm và tính năng của nó là một quá trình hóa học phức tạp.

Các tính năng phân hủy

Như đã đề cập, polyethylene là một vật liệu phân hủy trong một thời gian rất dài, sẽ mất nhiều năm để hoàn thành quá trình này. Đồng thời, các phương pháp phân hủy sinh học của hợp chất hóa học này ngày càng trở nên phổ biến hơn hiện nay.

Vì thế, để thực hiện các quá trình phân hủy sinh học, các loại nấm mốc đặc biệt Penicillium simplicissimum được sử dụng . Với sự giúp đỡ của họ, polyethylene có thể được tái chế một phần trong vòng 90 ngày. Tuy nhiên, để quá trình này đạt hiệu quả cao nhất có thể, trước tiên vật liệu phải được xử lý bằng axit nitric. Ngoài loại vi khuẩn trên, việc sử dụng vi sinh vật Nocardia asteroides cũng được khuyến khích. Cần lưu ý rằng quá trình phân hủy polyetylen (ngay cả khi sử dụng vi khuẩn cụ thể) có thể mất vài năm (ít nhất là 8).

Polyethylene là một vật liệu phổ biến và được yêu cầu sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau. Về tính chất vật lý và hóa học của nó, nó khác với nhiều vật liệu khác, do đó nó phổ biến rộng rãi. Hơn nữa, có một số giống của nó, mỗi loại đều có những đặc điểm riêng biệt.