Рэакцыя полімерызацыі

Палімеры - гэта злучэння, якія маюць высокую малекулярную масу, якая дасягае некалькіх тысяч адзінак. Рэакцыя полімерызацыі ляжыць у аснове атрымання сучасных матэрыялаў рознага прызначэння і ўласцівасці. Яны пры нізкай шчыльнасці адрозніваюцца высокай трываласцю, здольныя размягчаться пры награванні і лёгка паддавацца фармаванню, што дазваляе атрымліваць вырабы розных канструкцый і памераў. Палімеры інэртныя ў агрэсіўных асяроддзях, валодаюць электраізаляцыйныя ўласцівасцямі і не схільныя карозіі. Дзякуючы ўнікальным уласцівасцям, якія лёгка рэгулююцца на стадыі сінтэзу, вобласць прымянення сучасных палімерных матэрыялаў пастаянна пашыраецца.

Пры награванні і астуджэнні гэтыя прадукты хімічнай вытворчасці паводзяць сябе дваякім чынам.

Адны пры награванні размякчаюцца, а пры астуджэнні зноў дубянеюць. Да такіх матэрыялаў ставяцца прадукты, у аснове атрымання якіх ляжыць, напрыклад, рэакцыя полімерызацыі алкена, то ёсць поліэтылен і поліпрапілен. Яны называюцца термопластичными матэрыяламі. Аналагічнымі ўласцівасцямі валодаюць таксама полівінілхларыду і полістырол.

Палімеры іншага тыпу можна награваць толькі адзін раз, так як пасля астуджэння яны дубянеюць і больш пры награванні ня размякчаюцца. Гэтыя матэрыялы называюцца термореактивными, да іх ставяцца фенолформальдегидные або мочевиноформальдегидные смалы. Тэрмапласты і реактопласты маюць свае перавагі. Першыя выпускаюць у грануляваным выглядзе. З іх пасля награвання і размякчэння атрымліваюць вырабы любой формы, але пры эксплуатацыі іх нельга награваць. Другія выпускаюцца ў выглядзе смолообразной масы.

Рэакцыя полімерызацыі этылену можа быць запісана ў наступным выглядзе: CH2 = CH2 → (-CH2-CH2-) n. Пры пэўных умовах у прысутнасці ініцыятара (імі выступаюць газападобны кісларод ці раствор арганічнай перакісу ў алеі) адбываецца паміж атамамі вугляроду разрыў π-вязі (інакш двайны сувязі) і злучэнне паміж сабой n-нага колькасці ўтварыліся свабодных радыкалаў. Рэакцыя полімерызацыі працякае па радыкальна-ланцуговая механізму. Малекулярная маса палімернага матэрыялу напрамую залежыць ад колькасці n, з яго павышэннем яна расце. Рэгулюючы ўмовы рэакцыі полімерызацыі, аператар сінтэзу поліэтылену дамагаецца атрымання матэрыялу з зададзенымі ўласцівасцямі: цякучасць (ці паказчык цякучасці расплаву), трываласць, шчыльнасць, тангенс кута дыэлектрычных страт, дыэлектрычная пранікальнасць і іншыя.

Сінтэз поліэтылену высокага ціску ці рэакцыя полімерызацыі ажыццяўляецца ў автоклавных або трубчастых рэактарах пры тэмпературах да 300 ° С і ціску ад 1000 да 3000 атм. Пры гэтым вылучаецца велічэзная колькасць цяпла. Яно адводзіцца гарачай вадой, якая падаецца ў кашулі рэактараў. Ад ступені чысціні якая падаецца для здыму цяпла вады залежыць шмат у чым як якасць палімернага матэрыялу, так і бяспеку працэсу. Калі вада дрэнна вычышчаная і ўтрымлівае шмат прымесяў (напрыклад, солі калянасці ў выглядзе катыёнаў кальцыя і магнію, аніёнаў крамянёвай кіслаты, хлору і іншых), то ў кашулі рэактара ўтворацца адклады або пачынае коррозировать метал. З-за змены таўшчыні сценак рэактара адвод цяпла па ўсёй яго паверхні становіцца нераўнамерным, а тэмпературныя ўмовы полімерызацыі могуць стаць некіравальнымі. Пры рэзкім павышэнні тэмпературы можа адбыцца акісленне палімера або яго разлажэнне з разбурэннем рэактара.

Рэакцыя полімерызацыі, у выніку якой утвараецца поліэтылен, можа працякаць і пры больш нізкіх ціску і тэмпературы. Але для гэтага неабходны каталізатар. Калі поліэтылен высокага ціску з рэактара выходзіць у выглядзе расплаву, які змяшчае непрореагировавший этылен, які затым аддзяляецца, а палімер гранулируется, то поліэтылен, атрыманы пры нізкім ціску, выходзіць з рэактара ў выглядзе парашка, дакладней, завісі ў вуглевадародным растваральніку. Парашок аддзяляюць ад растваральніка і адмываюць ад прымешак каталізатара, а затым таксама гранулируют на спецыяльным абсталяванні, якое называецца экструдара.

Такім чынам, рэакцыя полімерызацыі этылену ў прамысловасці выкарыстоўваецца для сінтэзу поліэтылену. Па ДАСТ 16338-85 выпускаюць поліэтылен нізкага ціску суспензионных і газофазных марак, па ДАСТ 16337-77 выпускаюць поліэтылен высокага ціску як автоклавных, так і трубчастых марак.