โพลิเอทิลีน: มันคืออะไรและทำจากอะไร? การใช้งานและผลิตภัณฑ์ คุณสมบัติทางกายภาพและการผลิต การผลิตวัสดุอัดขึ้นรูปและวัสดุอื่นๆ

2024 ผู้เขียน: Beatrice Philips | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-16 06:00

วันนี้อุตสาหกรรมเคมีเป็นหนึ่งในอุตสาหกรรมที่เติบโตเร็วที่สุด นักวิจัยกำลังทำงานเพื่อพัฒนาการพัฒนาทางวิทยาศาสตร์ล่าสุด โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เกี่ยวกับการสร้างวัสดุที่เป็นนวัตกรรมใหม่ ๆ หนึ่งในความนิยมมากที่สุดในหมู่พวกเขาคือโพลีเอทิลีน พิจารณาคุณสมบัติ คุณสมบัติเฉพาะ และคุณสมบัติของโพลิเอธิลีน ตลอดจนขอบเขตของโพลิเอทิลีน

มันคืออะไร?

ก่อนอื่น คุณควรหาว่าโพลีเอทิลีนคืออะไร ในความเป็นจริง, วัสดุนี้เป็นเทอร์โมพลาสติกเอทิลีนพอลิเมอร์ สามารถจำแนกได้เป็นโพลิโอเลฟิน คำจำกัดความของโพลิเอธิลีนรวมถึงการกำหนดว่า จากมุมมองทางเคมี สารที่กำหนดคือสารประกอบอินทรีย์ และโมเลกุลของมันมีความยาวมาก

หากเราพูดถึงลักษณะภายนอกของวัสดุ ส่วนใหญ่มักจะนำเสนอในรูปแบบของแผ่นบางที่ไม่มีสีหรือสีขาว โพลิเอทิลีนค่อนข้างสัมผัสยาก เป็นเรื่องธรรมดามากในฐานะวัตถุดิบและใช้เพื่อวัตถุประสงค์ที่หลากหลาย

นักวิทยาศาสตร์ผู้คิดค้นโพลิเอทิลีนไม่ได้ยืนยันว่าวัสดุดังกล่าวเป็นวัสดุในอุดมคติ เช่นเดียวกับสารประกอบทางเคมีอื่น ๆ มีคุณสมบัติพิเศษหลายประการที่เป็นบวกและลบ

ลองพิจารณารายละเอียดเพิ่มเติม

ข้อดีของโพลิเอทิลีน ได้แก่ ลักษณะดังต่อไปนี้:

• ความแข็งแรงสูง (ในเรื่องนี้เราหมายถึงความจริงที่ว่าวัสดุสามารถทนต่อความเสียหายทางกลและอิทธิพลเชิงลบอื่น ๆ ของสิ่งแวดล้อม)
• ความยืดหยุ่น;
• กันน้ำ;
• สะดวกในการใช้;
• ระดับการนำความร้อนต่ำ
• ความปลอดภัยสำหรับมนุษย์ (โพลีเอทิลีนไม่ปล่อยสารที่อาจเป็นอันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์);
• ราคาไม่แพง;
• หลากหลาย;
• การออกแบบที่หลากหลายและอีกมากมาย

แต่ถึงแม้จะมีลักษณะเชิงบวกจำนวนมาก แต่ก็จำเป็นต้องจำเกี่ยวกับข้อบกพร่องที่มีอยู่:

• การทำลายล้างภายใต้อิทธิพลของแสงแดดโดยตรง
• ความเปราะบางสัมพัทธ์;
• มลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมซึ่งเป็นลักษณะเชิงลบที่สำคัญของวัสดุ

พวกเขาทำมาจากอะไรและอย่างไร?

วิธีการได้มาและกระบวนการผลิตโพลิเอทิลีนเป็นที่สนใจของนักวิจัยเป็นพิเศษ ดังนั้นสารประกอบเคมีที่กล่าวถึงจึงได้มาจากเอทิลีน วัตถุดิบต้องผ่านกระบวนการพอลิเมอไรเซชันที่บังคับ

เริ่มแรกโพลีเอทิลีนประกอบด้วยเม็ดซึ่งมีขนาดตั้งแต่ 2 ถึง 5 มิลลิเมตร สารประกอบนี้ได้รับองค์ประกอบสุดท้ายผ่านกระบวนการบำบัดความร้อน ซึ่งดำเนินการโดยใช้อุปกรณ์ที่ออกแบบมาเป็นพิเศษ

ในเวลาเดียวกัน ทุกวันนี้ ผู้เชี่ยวชาญในสาขาเคมีได้แยกแยะโพลีเอทิลีนหลายประเภท ซึ่งแต่ละชนิดผลิตขึ้นตามเทคโนโลยีของแต่ละบุคคล

คุณสมบัติ

ในการทำความคุ้นเคยกับวัสดุโดยละเอียดยิ่งขึ้น คุณควรวิเคราะห์ลักษณะเฉพาะ (รวมถึงทางกายภาพและทางเคมี) ท้ายที่สุดแล้ว โพลิเอทิลีนมีคุณสมบัติพิเศษที่แตกต่างจากสารประกอบอื่นๆ

ดังนั้นคุณสมบัติหลักของวัสดุ ได้แก่:

• ตามกฎทั่วไป โพลิเอธิลีนจะโปร่งใส (ใช้ได้กับสารประกอบเคมีบริสุทธิ์เท่านั้น ปราศจากสิ่งเจือปนใดๆ) ในระหว่างกระบวนการย้อม วัสดุสามารถรับเฉดสีอื่นๆ (สีดำ สีขาว สีแดง และอื่นๆ อีกมากมาย)
• วัสดุมีโครงสร้างที่มั่นคง
• กระบวนการตกผลึกของวัสดุดำเนินการที่อุณหภูมิตั้งแต่ -60 ถึง -369 องศาเซลเซียส
• ขาดกลิ่น
• ตัวชี้วัดมวลขนาดเล็ก
• ความหนาแน่นของวัสดุไม่เสถียรขึ้นอยู่กับว่าได้โพลีเอทิลีนมาอย่างไร
• สารเคมีมีคุณสมบัติเป็นโช้คอัพ
• การยึดเกาะในระดับต่ำ
• ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำ
• กันน้ำ;
• โพลิเอธิลีนผ่านกระบวนการทำให้อ่อนตัวที่อุณหภูมิตั้งแต่ +80 ถึง +120 องศาเซลเซียส
• ทนต่ออุณหภูมิต่ำ
• ความยืดหยุ่น;
• ลักษณะของอิเล็กทริก
• ไอน้ำและกันซึม
• ความเฉื่อยทางชีวภาพ
• การนำความร้อน
• ในระหว่างการสลายตัวโพลิเอทิลีนจะไม่ปล่อยสารที่เป็นอันตรายต่อมนุษย์
• ทนต่อสารเคมีที่มีฤทธิ์รุนแรง

คุณสมบัติของโพลิเอธิลีนเป็นส่วนใหญ่กำหนดพื้นที่ใช้งาน

ภาพรวมของมุมมองความหนาแน่น

วันนี้มีโพลีเอทิลีนหลายประเภท ดังนั้นในตลาด คุณสามารถหาวัสดุอัดขึ้นรูปที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำ ฟอง ม้วน วัสดุที่มีความแข็งแรงสูงและโมดูลัสสูง ดังนั้นเมื่อเลือกโพลีเอทิลีนคุณต้องใส่ใจกับการติดฉลากอย่างใกล้ชิด

เพื่อความสะดวกของผู้ใช้ ผู้ผลิตได้นำการจำแนกประเภทของสารประกอบออกเป็นหลายประเภท พิจารณาลักษณะและคุณลักษณะที่โดดเด่นของแต่ละรายการ

สูง

สำหรับการผลิตโพลิเอทิลีนความหนาแน่นสูง จำเป็นต้องมีข้อกำหนดเบื้องต้นจำนวนหนึ่ง โดยเฉพาะอุณหภูมิของอากาศควรอยู่ในช่วง 200 ถึง 260 องศาเซลเซียส ความดันไม่ควรเกิน 300 MPa นอกจากนี้จำเป็นต้องมีตัวเร่งปฏิกิริยาซึ่งสามารถทำงานได้โดยออกซิเจนหรือเปอร์ออกไซด์อินทรีย์ ขั้นตอนการผลิตนั้นดำเนินการในหม้อนึ่งความดันหรือเครื่องปฏิกรณ์แบบท่อ

สำหรับลักษณะเฉพาะของวัสดุนั้น โพลิเอทิลีนความหนาแน่นสูงนั้นมีน้ำหนักเบาและยืดหยุ่น มีลักษณะเป็นฉนวนที่เด่นชัด ลักษณะเฉพาะของวัสดุคือโพลีเอทิลีนดังกล่าวค่อนข้างง่ายต่อการรีไซเคิล

ต่ำ

เงื่อนไขที่จำเป็นเพื่อให้ได้โพลิเอทิลีนความหนาแน่นต่ำควรเป็นดังนี้:

• ตัวบ่งชี้อุณหภูมิ - 120-150 องศาเซลเซียส
• ระดับความดัน - 0, 1-2 MPa;
• การปรากฏตัวของตัวเร่งปฏิกิริยา เช่นตัวเร่งปฏิกิริยา Ziegler-Natta

อันเป็นผลมาจากกระบวนการโพลีเมอไรเซชันทำให้เกิดวัสดุที่ช่วยให้เย็นลงได้ถึง -80 องศาเซลเซียส

นอกจากนี้ โพลิเอทิลีนความหนาแน่นต่ำยังเบาและยืดหยุ่นได้มาก และพื้นผิวมีลักษณะมันวาว

กลาง

โพลิเอทิลีนความหนาแน่นปานกลางผลิตที่อุณหภูมิ 100-120 องศาเซลเซียส ในกรณีนี้ ความดันควรอยู่ที่ระดับ 3-4 MPa และแนะนำให้ใช้ส่วนผสมของ TiCl4 และ AlR3 เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ควรระลึกไว้เสมอว่าสารประกอบสุดท้ายจะก่อตัวเป็นเกล็ด

ดังนั้นโพลีเอทิลีนที่มีอยู่จึงแตกต่างกันทั้งในด้านคุณสมบัติและลักษณะและวิธีการผลิต

ผู้ผลิตยอดนิยม

เนื่องจากโพลีเอทิลีนเป็นวัสดุที่แพร่หลายเป็นที่นิยมและเป็นที่ต้องการของผู้บริโภคจึงมีการผลิตแบรนด์จำนวนมาก ลองพิจารณาสิ่งหลัก ๆ

Kazanorgsintez

ในอาณาเขตของสหพันธรัฐรัสเซีย บริษัท นี้เป็นหนึ่งในผู้ผลิตโพลีเอทิลีนรายใหญ่ที่สุด (และช่วงนี้รวมถึงวัสดุที่มีความหนาแน่นต่ำและสูง) แม้ว่าแบรนด์นี้จะออกสู่ตลาดในปี 1950 แต่ผลิตภัณฑ์ชุดแรกก็ปรากฏขึ้นในอีก 13 ปีต่อมา สิ่งสำคัญคือต้องทราบด้วยว่าการเลือกสรรของแบรนด์นี้ไม่เพียงแต่ประกอบด้วยโพลิเอทิลีนเท่านั้น แต่ยังรวมถึงสารประกอบทางเคมีอื่นๆ อีกจำนวนหนึ่งด้วย ตามชื่อที่แนะนำ บริษัทตั้งอยู่ในคาซาน

Nizhnekamskneftekhim

โรงงานผลิตของโรงงานรวมถึงผลิตภัณฑ์จาก Nizhnekamskneftekhim เป็นไปตามข้อกำหนดทางเทคโนโลยีที่ทันสมัยทั้งหมด พนักงานของบริษัทให้ความสำคัญกับการแนะนำเทคโนโลยีที่เป็นนวัตกรรมและการพัฒนาทางวิทยาศาสตร์ ในขณะเดียวกันก็ใช้วัตถุดิบคุณภาพสูงเท่านั้น สำหรับคุณสมบัติที่โดดเด่นของโพลิเอธิลีนจากบริษัทนี้ ควรสังเกตคุณสมบัติเช่นการยึดเกาะในระดับสูง พื้นผิวเรียบและโปร่งใส สอดคล้องกับมาตรฐานสากลและคุณสมบัติเชิงบวกอื่น ๆ อีกมากมาย

“สตาฟโรเลน”

บริษัทนี้ประกอบธุรกิจผลิตผลิตภัณฑ์ปิโตรเคมีที่หลากหลาย เป็นครั้งแรกที่ Stavrolen ผลิตโพลิเอทิลีนในรูปแบบผง ผลิตภัณฑ์ของบริษัทสอดคล้องกับระดับโลกและเป็นที่ต้องการของผู้บริโภคในวงกว้าง พนักงานของบริษัทใช้วิธีพอลิเมอไรเซชันในสถานะก๊าซเพื่อให้ได้สารเคมี

Tomskneftekhim

บริษัท Tomskneftekhim ผลิตโพลีเอทิลีนโดยใช้เทคโนโลยีพอลิเมอไรเซชันซึ่งมีความดันสูงในเครื่องปฏิกรณ์ ควรสังเกตว่า ผลิตภัณฑ์ที่ผลิตโดยแบรนด์นี้ได้รับความนิยมไม่เพียง แต่ในตลาดภายในประเทศ แต่ยังส่งออกต่างประเทศอีกด้วย เพื่อสร้างฐานวัตถุดิบซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นสำหรับการผลิตโพลิเอทิลีน Tomskneftekhim มีส่วนร่วมในกระบวนการผลิตไฮโดรคาร์บอน (กล่าวคือก๊าซเหลวและน้ำมันเบนซิน)

โรงงานพอลิเมอร์ Angarsk

โรงงานมีส่วนร่วมในการผลิตโพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูงเกรด 10803-020 V / C สำหรับปริมาณการผลิต บริษัทผลิตวัสดุได้ประมาณ 300 ตันใน 1 ปี โพลิเอทิลีนของแบรนด์นี้มีคุณภาพสูงและมีใบรับรองที่เหมาะสม สารประกอบทางเคมีของบริษัทนี้แบ่งออกเป็น 3 ประเภท: ที่เหนือกว่า เกรดที่หนึ่งและสอง ในแง่ของความหนาแน่น วัสดุนี้อยู่ที่ระดับ 0.90 g / cm3 การยืดตัวที่จุดขาดคือ 550% Polyethylene "Angarsk Polymer Plant" ใช้สำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์ทางเทคนิค ของเล่น บรรจุภัณฑ์ สินค้าเกษตร และอื่นๆ

อูฟาออร์กซินเตซ (บัชเนฟต์)

องค์กรนี้เป็นหนึ่งในโรงงานผลิตโพลีเอทิลีนที่เก่าแก่ที่สุดในรัฐของเรา การผลิตสารประกอบเคมีโพลีเอทิลีนภายใต้กรอบของ Ufaorgsintez (Bashneft) มีอายุย้อนไปถึงปี 1967 บริษัทผลิตวัสดุหลายประเภทที่ตรงกับความต้องการของตลาด โพลิเอทิลีนของเครื่องหมายการค้านี้ใช้ในการผลิตสินค้าทางเทคนิค บรรจุภัณฑ์สำหรับอาหารและยา ของเล่นเด็ก และผลิตภัณฑ์อื่นๆ

“โพลีเมียร์”

บริษัทนี้ตั้งอยู่ในเบลารุส อย่างไรก็ตาม ผลิตภัณฑ์ของบริษัทนั้นแพร่หลายและเป็นที่นิยมเกินขอบเขตของประเทศนี้ โพลิเอทิลีนจาก "Polimir" ยังคงรักษาความสามารถในการแข่งขันเนื่องจากประสิทธิภาพทางเทคโนโลยีขั้นสูงของกระบวนการผลิต ผลิตภัณฑ์ที่หลากหลาย และวัตถุดิบคุณภาพสูง เมื่อพูดถึงความหลากหลายของวัสดุควรกล่าวว่า บริษัท ผลิตวัสดุเกรด 10204-003, 10803020, 15803-020 และอื่น ๆ อีกมากมาย นอกจากนี้ แต่ละยี่ห้อยังใช้ในการผลิตสินค้าประเภทต่างๆ (เช่น ท่อ ฟิล์ม กระดาษ สีย้อม)

Gazprom neftekhim Salavat

การผลิตโพลีเอทิลีนดำเนินการในโรงงานหลายแห่ง ในขณะเดียวกันก็มีการจำหน่ายวัสดุที่มีความหนาแน่นต่ำและสูง ที่ตั้งของโรงงานคือ Salavat สาธารณรัฐ Bashkortostan ใช้เอทิลีน บิวทีน ไฮโดรเจน และเฮกเซนเป็นวัสดุตั้งต้น

ดังนั้น, ในอาณาเขตของสหพันธรัฐรัสเซียมีโรงงานและโรงงานจำนวนมากที่มีส่วนร่วมในการผลิตโพลีเอทิลีนอย่างมืออาชีพ ข้อเท็จจริงนี้พิสูจน์ให้เห็นว่าเนื้อหาดังกล่าวแพร่หลาย เป็นที่นิยม และขาดไม่ได้ในหลาย ๆ ด้านของกิจกรรมของมนุษย์ ในขณะเดียวกันวัสดุภายในประเทศก็มีคุณภาพสูง

แอปพลิเคชัน

ดังที่ได้กล่าวไว้ข้างต้น โพลิเอทิลีนเป็นวัสดุที่แพร่หลายและเป็นที่ต้องการมากที่สุดชนิดหนึ่ง ตามลำดับ ใช้ในพื้นที่จำนวนมากและสำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์ต่างๆ

การใช้โพลีเอทิลีน:

การผลิตอาหารหนาแน่นและฟิล์มเทคนิคเป็นม้วน

การผลิตบรรจุภัณฑ์และผลิตภัณฑ์บรรจุภัณฑ์ (เช่น ถุงพลาสติก)

การผลิตท่อระบายน้ำทิ้งเช่นเดียวกับท่อประปา

การผลิตแผ่นฉนวน (เช่น ฉนวนไฟฟ้า)

การสร้างกาวร้อนละลาย

การผลิตฉนวนความร้อน

แน่นอนว่านี่ไม่ใช่รายการที่สมบูรณ์

อย่างไรก็ตาม ควรระลึกไว้เสมอว่าการใช้โพลีเอทิลีนอย่างแพร่หลายอาจส่งผลเสียต่อสภาวะทางนิเวศวิทยาของสิ่งแวดล้อม

สิ่งนั้นคือ วัสดุนี้สลายตัวเป็นระยะเวลาค่อนข้างนาน (ในบางกรณีวัสดุไม่สลายตัวเลย) สิ่งนี้สามารถนำไปสู่มลภาวะในชั้นบรรยากาศ มหาสมุทร และโลกโดยรวม รวมถึงผลกระทบด้านลบอื่นๆ (เช่น สัตว์จำนวนมากตายจากการกินโพลิเอทิลีน)

การกำจัด

เอทิลีนสามารถเป็นได้ทั้งประถมศึกษาหรือมัธยมศึกษา ซึ่งหมายความว่าหลังจากที่ผลิตภัณฑ์โพลีเอทิลีนที่ผลิตขึ้นในตอนแรกใช้ไม่ได้แล้ว ก็สามารถนำกลับมาใช้ใหม่และนำกลับมาใช้ใหม่ได้ เทคนิคต่างๆ เช่น การอัดรีด การขึ้นรูปแบบเป่า การฉีดขึ้นรูป และการขึ้นรูปด้วยลม ถูกนำมาใช้ในการประมวลผลสารประกอบโพลีเอทิลีน

สำหรับกระบวนการกำจัดโดยตรงนั้นมักจะเป็นวิธีการเผา อย่างไรก็ตาม ทันทีที่โพลีเอทิลีนถูกทำให้ร้อน (เช่น ในแสงแดดโดยตรง) มันจะปล่อยผลิตภัณฑ์ระเหยออกมา ดังนั้นกระบวนการของการก่อตัวของสารประกอบเดือดต่ำจึงเกิดขึ้น

ดังนั้นกระบวนการเผาโพลิเอธิลีนตามลักษณะและคุณสมบัติของมันจึงเป็นกระบวนการทางเคมีที่ซับซ้อน

คุณสมบัติการสลายตัว

ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว โพลิเอทิลีนเป็นวัสดุที่สลายตัวเป็นเวลานานมาก ซึ่งจะใช้เวลาหลายปีกว่าจะเสร็จสิ้นกระบวนการนี้ ในเวลาเดียวกัน วิธีการสลายตัวทางชีวภาพของสารประกอบเคมีนี้กำลังเป็นที่นิยมมากขึ้นเรื่อยๆ ในปัจจุบัน

ดังนั้น, สำหรับการดำเนินการตามกระบวนการย่อยสลายทางชีวภาพนั้นใช้แม่พิมพ์พิเศษ Penicillium simplicissimum โพลีเอทิลีนสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้บางส่วนภายใน 90 วันด้วยความช่วยเหลือ อย่างไรก็ตาม เพื่อให้กระบวนการนี้มีประสิทธิภาพมากที่สุด วัสดุต้องได้รับการบำบัดด้วยกรดไนตริกก่อน นอกจากแบคทีเรียประเภทข้างต้นแล้ว แนะนำให้ใช้จุลินทรีย์ Nocardia asteroides ด้วย โปรดทราบว่าการสลายตัวของโพลิเอธิลีน (ถึงแม้จะใช้แบคทีเรียบางชนิดก็ตาม) อาจใช้เวลาหลายปี (อย่างน้อย 8)

โพลิเอธิลีนเป็นวัสดุที่ได้รับความนิยมและเป็นที่ต้องการซึ่งใช้เพื่อวัตถุประสงค์ต่างๆ ในคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของมัน มันแตกต่างจากวัสดุอื่น ๆ มากมายเนื่องจากเป็นที่แพร่หลาย นอกจากนี้ยังมีหลายแบบซึ่งแต่ละอันมีลักษณะเฉพาะของตัวเอง