Kõrg- ja madalrõhu polüetüleeni tootmise tehnoloogia. Tooraine polüetüleenkile tootmiseks

Polüetüleen on maailmas kõige levinum polümeer, mida toodetakse kahel viisil: kõrgel ja madalal rõhul. Nende kahe materjali erinevus on üsna märkimisväärne. Madala tihedusega polüetüleeni iseloomustab suur tihedus ja paremad jõudlusomadused ning kõrgsurve on väiksema tihedusega, elastsem ja pehmem.

Kuidas toodetakse madala tihedusega polüetüleeni?

Süntees sellest materjalist sai võimalikuks alles pärast Ziegler-Natta katalüsaatori avastamist. Need kaks silmapaistvat keemikut võistlesid omavahel ning nende uurimisrühmad suutsid iseseisvalt ja peaaegu samaaegselt toota metallorgaanilisi katalüsaatoreid, mis käivitasid revolutsiooni polümeeride sünteesis.

Üldiselt sünteesitakse HDPE graanulid järgmiselt:

  • Reaktorisse laaditakse etüleeni lahus heksaanis. See on kõige levinum ja majanduslikult õigustatud meetod, kuigi võimalik on suspensiooni ja gaasifaasi polümerisatsioon.
  • Lahust kuumutatakse temperatuurini 160–2500 kraadi rõhul kuni 5,3 MPa, enamasti isegi alla 1 MPa. Lahus puutub katalüsaatoriga kokku 10–15 minutit.
  • 15 minuti pärast toimub polümerisatsioon, kuid puhas polümeer tuleb lahusest eraldada, puhastades selle lisanditest. See protsess toimub aurustis ja seejärel separaatoris.
  • Viimane etapp on granuleerimine. Moodustatakse ümmargused graanulid, aurutatakse veeauruga, jahutatakse ja valatakse spetsiaalsesse anumasse.

Selle tulemusena ekstraheeritakse materjal, mis on valmis edasiseks töötlemiseks. Pange tähele, et soovitud omaduste saavutamiseks võib lisada täiendavaid lisaaineid.

Suure tihedusega polüetüleeni tehnoloogia omadused

LDPE-d toodetakse omakorda ilma katalüsaatorita ja temperatuuri parameetrid on oluliselt erinevad. Polümerisatsiooniks kasutatakse etüleengaasi, see juhitakse autoklaavi või torureaktorisse ja kuumutatakse temperatuurini 300 kraadi. Lisatakse initsiaator - hapnik ja orgaanilised peroksiidid.

Kompressori abil süstitakse umbes 25 MPa rõhku, misjärel viiakse tooraine reaktori teise ossa, kus rõhk tõuseb 130 - 250 MPa-ni ja temperatuur langeb ligikaudu 190 kraadini. Selle tulemusena käivitatakse radikaalse polümerisatsiooni mehhanism. Pärast reaktsiooni lõppu puhastatakse toorained etüleeni jääkidest, granuleeritakse ja pakendatakse.

HDPE-l on üldine eesmärk ja seda iseloomustab lineaarne struktuur, mille põhiahelast on väiksemad harud.

Mahupiirangute puudumine võimaldab toota suurenenud kristallilisusega materjali, mis võib ulatuda 80% -ni.

Tänu sellele saavutatakse selle polümeeri kõrged jõudlusomadused.

Madala tihedusega polüetüleeni koostise omadused on polüetüleeni HDPE 276-73 modifikatsiooni kvalitatiivne paranemine.

Sellise polüetüleeni moodustamiseks on vaja teatud tingimusi:

  • temperatuuri režiim temperatuuril 120–150 °C;
  • rõhunäidud alla 0,1–2 MPa;
  • Ziegler-Natta katalüsaatorite olemasolu. Näide: TiCl4 ja AlR3 segu.

Polümerisatsiooniprotsess toimub ioonide koordinatsioonimehhanismi tingimustes suspensioonis. Selle tulemusena moodustub polüetüleen keskmise molekulmassiga 80–300 tuhat.

Põhilised füüsikalised ja keemilised omadused

Madala tihedusega polüetüleen vastab valemile (-CH2-CH2-)n. See on keemiliselt vastupidav agressiivsele keemilised elemendid ja sellel on suurepärased dielektrilised omadused.

Madala tihedusega polüetüleeni granuleeritud vorm toodetakse polümerisatsiooni teel. Selle tehnoloogilise protsessi tiheduse indikaator on üle 0,945 g/cm³. Graanulid on kristalsemad ja neil on madal läbipaistvus. Sulamistemperatuur sõltub polümeeri ahelate pikkusest.

HDPE-toodete valmistamise kõrge sulamistemperatuur on väga energiakulukas. Selliste toodete tööomadused on aga suurepärased. Nad taluvad üsna karmides tingimustes ja suhteliselt kõrgeid temperatuure ilma mehaanilisi kahjustusi tekitamata.

HDPE-st valmistatud toodete subjektiivsed puudused on pinna tuhmus, mõningane karedus ja ebapiisav elastsus. Lisaks kortsub ja kortsub madala tihedusega polüetüleenist kile kergesti.

Külmavoolu kalduvus muudab kile suurust aja jooksul pideva koormuse korral.

Tööstuslikud rakendused

HDPE omadused, mida iseloomustavad kõrge tugevus, vähene purunemispikenemine ja suurenenud külmakindlus, muudavad selle kasutusala üsna laiaks. Kodumajapidamiste segmendis kasutatakse HDPE-d mitmesuguste köögiriistade ja majapidamistarvete tootmisel.

Ehituses on see materjal leidnud laialdast kasutamist tootmises veetorud ja erinevaid ehitusmaterjale. Kõige sagedamini kasutatakse pakenditööstuses pakendikonteinerite ja -pudelite tootmisel.

Kileekstrusioon võimaldab toota pakendamiseks mõeldud kotte, T-särgikotte ja stantsitud käepidemega kotte. Kasutatakse mitmekihiliste pakkematerjalide, mullikile ja prügikottide tõkkekihi tootmisel.

Sel viisil toodetud kasutatakse gaasivarustussüsteemides, külma veevarustuses ja elektrivõrkude kaitseks. Neid kasutatakse drenaažisüsteemides, välis- ja siseruumides, samuti kaevudes olevate torude kujul. Lisaks toodetakse ekstrusiooniprotsessis hüdroisolatsioonilehti, masinatööstuse tooteosi, membraane hüdroisolatsioonitööd, konveierilindid ja geoelemendid.

Puhumismeetodit kasutatakse mitmesuguste kilede ja mahutite tootmiseks. Survevalu abil toodetakse tarbekaupu, kahe- ja ühes tükis kaasi, konteinerikarpe, mööblitarvikuid ja ligi 400 tüüpi autodetaile.

Rotovormimise tulemuseks on:

  • tankid,
  • tünn,
  • mobiilsed tualetid,
  • laste mängukompleksid,
  • teetõkked,
  • kaevud,
  • septikud,
  • jäätmekogumispunktid ja viaduktid.

HDPE-d tootvad riigid

Polümeersete toorainete tarbimine Euroopas näitab aastakasvu 6%. Madala tihedusega polüetüleeni turu maht Venemaal on ligikaudu 340 tuhat tonni aastas ja keskmine aastane kasv 30%.

Lukoil-neftekhimi eksperdid hindavad Venemaa Föderatsiooni toodanguks 450 tuhat tonni HDPE-d, millest 315 tuhat tonni aastas on mõeldud sisetarbimiseks. 30–35% Venemaal toodetud HDPE kogumahust eksporditakse.

Peaaegu 87% Venemaal toodetud HDPE kogumahust pärineb järgmistest ettevõtetest: Stavrolen firmast Lukoil-neftekhimiya, "Tomskneftekhim" firmadelt AK "Sibur", "Kazanorgsintez", "Nizhnekamskneftekhim" ja "Gazpromneftekhim Salavat". Eelmisel aastal vähendasid Venemaa ettevõtted HDPE tootmist 18%. Peamine põhjus oli Stavroleni ettevõtte seisak.

Liidripositsiooni maailmaturul hõivab Univation Technologies. See on Exxon Mobili ja Dow/Union Carbide'i ühine vaimusünnitus, mis on maailmas tunnustatud liidrid polüolefiinide tootmises.

Kui olete huvitatud huvitavatest avastustest, peaksite lugema materjali selle kohta.

Teadmised peavad olema mitmekesised! Paljudel on huvi näiteks teada saada keemiarelv. Hariduslik teave tema kohta.

Taaskasutus

HDPE korduv töötlemine muudab viskoossuse omadusi 5–10% tasemel ja tugevusomadused vähenevad 10–20%. Polüetüleeni ringlussevõtu kasutamine ei mõjuta oluliselt HDPE tugevus- ja viskoossusomadusi. Viskoossuse omadusi saab kergesti reguleerida, muutes valamise ajal temperatuuri.

Hetkel suur sularaha investeerivad HDPE kvaliteediomaduste parandamisse. Paljud kaasaegsed tootjad näevad tulevikku just selles polüolefiinis.

Polüetüleen on polümeer, mis sünteesitakse etüleeni polümerisatsioonil erinevates tingimustes ja erinevate katalüsaatoritega. Sõltuvalt temperatuurist, rõhust ja erinevate katalüsaatorite olemasolust on võimalik saada põhimõtteliselt erinevate omadustega materjale.

Tooraine polüetüleeni tootmiseks

  • Monomeer - etüleen. See on lihtsaim olefiin (või alkeen). toatemperatuuril See on värvitu tuleohtlik gaas, mis on õhust kergem.
  • Reaktsiooni toimumiseks vajalikud ained. Kõrge tihedusega polüetüleeni (HDPE) puhul võib polümerisatsioonireaktsiooni initsiaatorina kasutada hapnikku või peroksiidi. Madala tihedusega polüetüleeni (HDPE) jaoks kasutatakse Ziegler-Natta katalüsaatoreid.
  • Muud monomeerid, mis võivad reageerida, et saada paremate omadustega etüleeni kopolümeere. Näiteks buteen või hekseen.
  • Lisa- ja abiained, mis muudavad materjali lõplikke kaubanduslikke omadusi. Näiteks mõned lisandid suurendavad materjali vastupidavust, mõned kiirendavad kristalliseerumisprotsessi jne.

Praktikas on kolme tüüpi polüetüleen: madal, keskmine ja kõrge rõhk. Madala ja kõrgsurve materjali vahel on põhimõtteline erinevus; keskmise rõhuga polüetüleeni võib pidada HDPE tüübiks. Seetõttu tasub kaaluda kahte radikaalselt erinevat polümerisatsiooniprotsessi:

  • Kõrgsurve (või madala tihedusega) polüetüleeni toodetakse temperatuuril vähemalt 200 °C, rõhul 150–300 MPa hapnikuinitsiaatori juuresolekul. Tööstuslikes tingimustes kasutatakse autoklaave ja torureaktoreid. Polümerisatsioon toimub sulatis. Saadud vedel tooraine granuleeritakse, mille tulemuseks on väikesed valged graanulid.
  • Madala tihedusega polüetüleeni (või kõrge tihedusega polüetüleeni) toodetakse temperatuuril 100 - 150 °C rõhul kuni 4 MPa. Nõutav tingimus reaktsioon - Ziegler-Natta katalüsaatori olemasolu, tööstuslikes tingimustes kasutatakse kõige sagedamini titaankloriidi ja trietüülalumiiniumi või muude alküülderivaatide segu. Kõige sagedamini toimub polümerisatsioon heksaani lahuses. Pärast polümerisatsiooni granuleeritakse aine vaakumi tingimustes, omandades kaubandusliku vormi.

Lineaarse keskmise ja madala tihedusega polüetüleeni tootmise tehnoloogia

Eraldi tuleks öelda lineaarse polüetüleeni tootmise kohta. See erineb tavalisest polümeerist selle poolest, et sellel on eriline struktuur: suur hulk lühikesed molekulaarsed ahelad, mis annavad materjalile erilised omadused. Toode ühendab endas elastsuse, kerguse ja suurenenud tugevuse.

Tootmisprotsess hõlmab teiste kopolümerisatsioonireaktsiooni monomeeride, kõige sagedamini buteeni või hekseeni ja harvadel juhtudel okteeni olemasolu. Enamik tõhus meetod tootmine - polümerisatsioon vedelas faasis, reaktoris, mille temperatuur on umbes 100 °C. Lineaarse polüetüleeni tiheduse suurendamiseks kasutatakse metallotseenkatalüsaatoreid.

Esimesed kogemused etüleeni polümerisatsioonist 19. sajandi lõpus sai Venemaa põliselanik - teadlane Gustavson, viies selle protsessi läbi AlBr3 katalüsaatoriga. Sest pikkadeks aastateks polüetüleeni toodeti väikestes kogustes, kuid 1938. aastal valdasid britid tööstusliku tootmisprotsessi. Sel ajal polnud polümerisatsioonimeetod veel täiuslik.

1952. aastal toimus läbimurre tööstuslikus tootmisprotsessis. Saksa keemik Ziegler leiutas tõhusa versiooni etüleeni polümerisatsioonist metallorgaaniliste katalüsaatorite toimel. Praegune polüetüleeni tootmise tehnoloogia põhineb aga just sellel meetodil.

Toored materjalid

Tootmise lähteaineks on eteen, paljude alkeenide lihtsaim esindaja. Lihtsus seda meetodit tootmine sõltub suuresti toorainena kasutatava etüülalkoholi saadavusest. Kaasaegne tööstuslikud liinid polümeeri saamiseks töötatakse välja, võttes arvesse nende nafta ja sellega seotud gaasid– kergesti ligipääsetavad õlifraktsioonid.

Sellised gaasid eralduvad naftasaaduste pürolüüsi või krakkimise käigus väga kõrgel temperatuuril ning sisaldavad lisandeid H2, CH4, C2H6 ja muid gaase. Seotud gaas sisaldab omakorda selliseid komponente nagu parafiingaasid, seetõttu saadakse kuumtöötlemisel suure saagisega etüleen.

Kõrge tihedusega polüetüleeni tootmistehnoloogia

PE saamise protsess järgib radikaalset mehhanismi. Selle protsessi käigus kasutatakse erinevat tüüpi initsiaatoreid, et vähendada molekuli aktiveerimisläve. Nende näidete hulka kuuluvad vesinikperoksiid, orgaanilised peroksiidid, O2 ja nitriilid. Radikaalne mehhanism üldiselt ei erine tavapärasest polümerisatsioonist:

  • 1. etapp – initsiatsioon;
  • 2. etapp – ahela suurendamine;
  • 3. etapp – vooluringi katkestus.

Ahel käivitatakse vabade radikaalide vabanemisel nende allika kuumtöötlemisel. Eteen reageerib vabanenud radikaaliga ja on varustatud teatud Eactiga, suurendades seeläbi monomeeride molekulide arvu selle ümber. Seejärel täheldatakse ahela suurenemist.

Protsessi tehnoloogia

Polümerisatsiooniprotsessis on kaks võimalust – kas polüetüleen moodustatakse lahtiselt või suspensioonina. Esimene sai vastu ja esindab protsesside kogumit.

Etüleengaas, mis on segu, mitte puhas aine, läbib esmalt filtreerimise läbi kangasfiltri, mis säilitab mehaanilised lisandid. Järgmisena juhitakse initsiaator puhastatud eteenile silindris, mille maht arvutatakse protsessi tingimustest lähtuvalt. Parandus tehakse suurima polümeeri saagise jaoks.

Seejärel segu transporditakse, filtreeritakse ja pressitakse kahes etapis. Reaktori väljalaskeava juures saadakse peaaegu puhas polüetüleen etüleeni lisandiga, mis elimineeritakse segu drosseliga vastuvõtjas madala rõhu all.

Madala tihedusega polüetüleeni tootmistehnoloogia

Seda tüüpi polüetüleeni tootmise tooraineallikad on puhas, ilma lisanditeta etüleen ja katalüsaator - alumiiniumtrietülaat ja Ti-tetrakloriid. Al(C2H5)3 asendaja võib olla kas dietüülalumiiniumkloriid või alumiiniumetoksiiddikloriid. Katalüsaator saadakse kahes etapis.

Protsessi tehnoloogia

Seda madalrõhu PE tootmisprotsessi iseloomustab nii perioodilisus kui ka järjepidevus. Protsessi ülesehitus sõltub ka tehnoloogia valikust, millest igaüks on erinev seadmete konstruktsiooni, reaktorite mahu, polüetüleeni lisanditest puhastamise meetodi jms poolest.

Kõige tavalisem polümeeri tootmisskeem sisaldab kolme pidevat etappi: tooraine polümerisatsioon, toote puhastamine katalüsaatori jääkidest ja selle kuivatamine. Katalüsaatori etteandeseadmed eraldavad viieprotsendilise segatud katalüsaatori lahuse mõõtetopsidesse, misjärel see siseneb mahutisse, milles see segatakse orgaanilise lahustiga nõutava kontsentratsioonini 0,2%. Paagist valmis segu Katalüsaator juhitakse reaktorisse, kus seda hoitakse vajalikul rõhul.

Etüleen juhitakse reaktorisse altpoolt, kus see seejärel segatakse katalüsaatoriga, et moodustada töösegu. Polüetüleeni tootmist alandatud rõhul iseloomustab toote saastumine katalüsaatorisegu jääkidega, mis muudavad selle värvi pruuniks. Põhitoode puhastatakse segu kuumutamise teel, mille tulemuseks on katalüsaatori hävimine, lisandite edasine eraldamine ja nende otsene filtreerimine polüetüleenist.

Niisutatud toode suunatakse kuivatamiseks punkri kuivatuskambritesse, kus see puhastatakse täielikult keevlämmastikkihil (T = 373 K). Kuiv pulber valatakse punkrist pneumaatilisele torule, kus see saadetakse granuleerimiseks. Pärast lämmastiku puhastamist allesjäänud polüetüleeniosakestega tolm suunatakse samale liinile.

Saada oma head tööd teadmistebaasi on lihtne. Kasutage allolevat vormi

Hea töö saidile">

Üliõpilased, magistrandid, noored teadlased, kes kasutavad teadmistebaasi oma õpingutes ja töös, on teile väga tänulikud.

Postitatud aadressil http://www.allbest.ru/

Sissejuhatus

Keskmine PE tarbimise kasv Ukrainas viimase 3 aasta jooksul moodustas 31% kõigist polümeeritüüpidest. Praegune polüetüleeni tootmine Ukrainas on koondunud CJSC-sse Lukor (Kalush, Ivano-Frankivski piirkond). See ettevõte toodab aastas 70 tuhat tonni polüetüleeni. See näitab, et selline toode nagu polüetüleen on tänapäeval asjakohane ja tarbitav. Põhiosa toodetud polüetüleenist (50-60%) kasutatakse kilede ja lehtede tootmisel. Ülejäänud osa kasutatakse survevalutoodete, kattekihtide, kaablitööstuse isolatsioonimaterjalide, ekstrusioontoodete, puhumisvormimistoodete ja torude valmistamiseks. Kuid see on vaid pealiskaudne ülevaade polüetüleeni kasutamisest, millest tuleb käesolevas töös lähemalt juttu.

Selle eesmärk kursusetöö on:

· teadus- ja tehnikaalase kirjanduse läbivaatamine ja analüüsimine, sellega töötamise oskuste omandamine;

· madaltihedusega polüetüleeni tootmistehnoloogia põhiliste materiaalsete ja tehniliste protsesside uurimine;

· arvestamine tooraine baas millest see on valmistatud, sealhulgas kõikvõimalikud polüetüleenile lisatud lisandid;

· polüetüleeni valiku, sellest valmistatud toodete kasutamise uurimine ja polüetüleeni positsiooni analüüs tänapäevasel Ukraina turul;

· polüetüleeni kvaliteedi hindamise peamiste meetodite kaalumine.

1. Sortiment

Kõrge tihedusega polüetüleen (LDPE) on kõva, elastne aine, millel on matt või pärlmutter. valge, tundub nagu parafiin; see on lõhnatu, mittetoksiline, tuleohtlik (põleb pärast leegist eemaldamist edasi). Kõrgsurvel toodetud polüetüleen on hargnenud struktuuriga ja madal tihedus Polüetüleen kuulub termoplastsete polümeeride rühma. Joonisel fig. Joonisel 1 on kujutatud polüetüleengraanul.

Riis. 1 LDPE graanul

Polüetüleeni kasutatakse elektrikaablitele polüetüleenist isolatsiooni ja mantli paigaldamisel. Poorse polüetüleeni saamiseks on võimalik pulbriliste ainetega segatud polüetüleeni välja pressida.

Keemilise inertsuse, kerguse ja tugevuse tõttu saab tugevatoimelisi ravimeid säilitada polüetüleenist pudelites ja pudelites. keemilised ained(väävelhape, vesinikfluoriidhape jne), samuti toiduained (piim, rasvad, mahlad), parfüümid, ravimid.

Polüetüleenist torujuhtmed on palju kergemad ja odavamad. Torud on valmistatud läbimõõduga 0,012-0,15 m ja kuni 1-1,5 m Torude pikkus võib olla kuni 120 m Torude painduvus ja elastsus võimaldab neid kerida trumlitele, mis on väga mugav nende transportimisel ja ladumisel. Polüetüleenist torud on täiesti korrosioonikindlad ega lõhke, kui vesi neis külmub. IN keemiatööstus kasutatakse söövitavate vedelike transportimisel. Polüetüleenist on valmistatud ka liitmikud, ventiilid, ventiilid, vooderdised ja muud ühendusliitmikud.

Puit, paber ja papp on kaetud polüetüleeniga. Seda kantakse polüetüleeni kuumsulamistelt paberile ja see annab sellele läike, trükiläike ja hea painduvuse madalatel temperatuuridel. Polüetüleen toodab kiude, mida saab kasutada meretrosside, filtrivõrkude, voodipesu ja autode polstrikangaste valmistamiseks. Tekstiilitööstuses kasutatakse polüetüleeni kangaste immutamiseks, et luua vetthülgav materjal, parandada rebenemiskindlust ja suurendada õmbluste tugevust.

Valmistatud polüetüleenist meditsiinilised instrumendid, seda kasutatakse plastilises kirurgias ja proteesitehnoloogias.

Peamine survevalu ei ole ainult masina üksikute osade jaoks, vaid ka instrumentide korpuste ja muude vormitud toodete jaoks.

Märkimisväärne osa toodetud polüetüleenist (umbes 50%) töödeldakse kiledeks paksusega 0,01-0,1 mm, mida kasutatakse pakkematerjalina kergesti niisutatavate või vastupidi kuivade ainete, näiteks väetiste, puuvilla, silikageeli hoidmiseks. , toidukaubad (liha, kala, leib, sool, jahu, kohv, juurviljad, puuviljad jne), samuti erinevaid tooteid, aparaate, tööriistu, et kaitsta neid korrosiooni eest.

Tänu oma suurepärastele elektriisolatsiooniomadustele on polüetüleen muutunud asendamatu materjal televisiooni-, telefoni- ja telegraafikaablite isoleerimiseks.

Madala molekulmassiga polüetüleeni lisamine tintidele, lakkidele ja värvidele suurendab nende kulumiskindlust. Kummitööstuses kasutatakse polüetüleeni laialdaselt määrdeainetena, mis sobivad ideaalselt erinevat tüüpi kummidega.

Polüetüleeni kui kaubanduslikku toodet toodetakse puhtal kujul ja lisanditega (erinevad soojus- ja valgusstabilisaatorid, kile kleepumisvastased lisandid jne). Neid lisatakse töötlemisel polüetüleeni väikestes kogustes (kümnendik protsenti). Lisandid parandavad valmis polüetüleeni kvaliteeti.

Seega kasutatakse kaablitööstuses polüetüleeni, mis sisaldab 0,5 ja 2% tahma. Joogi- ja olmeveetorude valmistamiseks kasutatav polüetüleen sisaldab 2% tahma (tahm) ja äravoolutorud kuni 35% tahma. Talgi, kriidi, kaoliini ja muude ainetega (kuni 30-40% massist) täidetud polüetüleeni kasutatakse kui konstruktsioonimaterjalid kanalisatsiooni- ja drenaažitorude, mittesöövitavate ja tulekindlate liitmike, samuti kultuuri- ja majapidamistarvete, mänguasjade, nõude jms tootmiseks.

Olenevalt omadustest ja otstarbest toodetakse polüetüleeni erinevates tabelis 1 loetletud klassides.

Tabel 1. Polüetüleeni kaubamärgid, nende kasutusalad ja töötlemisviis

Kasutusala

Töötlemise meetod

Juhtmete ja kaablite isolatsioon, kaablikate

Tehnilised tooted

Nende jaoks mõeldud torud ja liitmikud:

survetorud

survevabad toruliitmikud

Kiled ja kiletooted:

eriotstarbeline

üldotstarbelised (tehnilised tooted, kiled Põllumajandus ja jne)

väetisekottide valmistamiseks ja muuks otstarbeks põllumajanduses

toidu pakendamiseks

Vormimistooted:

heade elastsusomadustega

läikiva pinnaga

Üldine otstarve

avatud tüüpi, kokkupuutel toiduainetega

Üldine otstarve

anumad ja pudelid suure vastupidavusega desinfektsioonivahendite jaoks

Täitekomponendid (elektriseadmete osade täitmiseks)

Paberi, kanga jne katmine.

Toidupakendite kate

Ekstrusioon

Vajutades

Ekstrusioon

Ekstrusioon

Puhumine

Ekstrusioon

10203-003 10103-002 10702-020 10403-003

10003-002 10303-003

10103-002 10403-003

10203-003 15303-003

10603-007 17603-006

10702-020 15602-008

10903-020 17902-017

16902-020 15802-020

10802-020 11303-040

11502-070 11602-070

10203-006 17702-010

17602-006 10603-007

10802-020 15802-020

10903-020 17702-020

12002-200 18202-055

11903-080 12203-200

12103-200 12303-200

10702-020 11303-040

11102-020 11502-070

10702-020 11303-040

11702-010 18109-035

17902-017 11303-040

10203-003 11502-070

12402-700 16802-070

12502-200 18302-120

11502-070 16802-070

11802-070 18302-120

11502-070 16802-070

Põhibrändide tähistus koosneb materjali nimetusest “polüetüleen” ja kaheksast numbrist. Esimene number "1" näitab, et etüleeni polümerisatsiooniprotsess toimub torukujulistes ja segatud paakreaktorites kõrgel rõhul katalüsaatori juuresolekul. Järgmised kaks numbrit näitavad baasmargi seerianumbrit. Viies number määrab tinglikult polüetüleeni kaubamärgi tihedusrühma. Järgmised kolm numbrit, mis on kirjutatud sidekriipsuga, näitavad kümnekordset sulamiskiirust.

Pärast polüetüleeni kaubamärki on märgitud klass.

2. Polüetüleeni tootmise lähteaine

2.1 Peamised toorained

Etüleen. etüleen - keemiline ühend, mida kirjeldatakse valemiga C2H4, värvitu gaas nõrga lõhnaga. See on kõige lihtsam alkeen (olefiin). Sisaldab kaksiksidet ja kuulub seetõttu küllastumata ühendite hulka ja on väga reaktsioonivõimeline. Etüleeni looduses praktiliselt ei esine. See moodustub väikestes kogustes taimede ja loomade kudedes ainevahetuse vaheproduktina. Mängib äärmiselt olulist rolli tööstuses, enim toodetud orgaaniline ühend maailmas.

Praegu on peamiseks etüleeni tootmise allikaks gaasiliste ja vedelate küllastunud süsivesinike pürolüüs: etaan, propaan ja otsedestilleeritud bensiin.

Etüleeni omadused:

Keemiline valem H2C=CH2

Molekulmass 28,05

Olek - gaasiline

Sulamistemperatuur 103,8 K (-169,2 °C)

Keemistemperatuur 169,3 K (-103,7 °C)

Tihedus tavatingimustes 1,26 kg/m 3

Vedela etüleeni tihedus temperatuuril 163,2 K (-109,8 ° C) - 610 kg/m 3

Süttivustemperatuur 728 K (455°C)

Etüleeni puhtus. Polümerisatsiooniks tuleb etüleen lisanditest põhjalikult puhastada. Etüleenis sisalduvad lisandid jagunevad kahte põhirühma - inertseks ja aktiivseks. Inertne lisand, mida esineb märgatavas koguses, näiteks 5-10%, vähendab etüleeni madalat kokkusurutavust arvestades etüleeni kontsentratsiooni olulisel määral.

Etüleeni aktiivsed lisandid, nagu vinüül-tüüpi ühendid, kopolümeriseeruvad tavaliselt etüleeniga, muudavad saadud polümeeri omadusi ja mõjutavad polümerisatsiooni kiirust.

Olenevalt lisandite sisaldusest on tehnilistes kirjeldustes ette nähtud veeldatud etüleeni kolme klassi tootmine: A, B ja C. Etüleeni klasse A ja B kasutatakse polüetüleeni ja etüleenoksiidi tootmiseks. Etüleen klass B - muude mahetoodete tootmiseks. Veeldatud etüleen peab vastama nõuetele ja standarditele.

Katalüsaatorid (initsiaatorid). Molekulaarset hapnikku ja orgaanilisi peroksiide kasutatakse peamiselt etüleeni polümerisatsiooni katalüsaatoritena. Tööstuses kasutatavatest peroksiididest on enimkasutatud di-tert-butüülperoksiid, tert-butüülperbensoaat jne. Initsiaatori toime sõltub selle lagunemisastmest ja -kiirusest antud temperatuuril ning selle võimest. radikaalid monomeeriga reageerima.

Teine initsiaatorit iseloomustav tegur on aktiivse hapniku sisaldus, s.o. aktiivse hapniku teoreetiline protsent puhtas peroksiidis.

Kuival kujul on peroksiidid plahvatusohtlikud, nende lahused orgaanilistes lahustites on stabiilsemad ja vähem plahvatusohtlikud. Initsiaatorite ladustamine peab toimuma teatud temperatuuritingimustel.

Allpool on kirjeldatud kõige tavalisemate peroksiidi initsiaatorite põhiomadusi.

Di-tert-butüülperoksiid (C8H18O2)

Kasutustemperatuur 513–553 K (240–280 °C)

Molekulmass 146,2

Vedelik, tihedus 793 kg/m 3

Keemistemperatuur 0,1 MPa – 463 K (190 °C)

Peroksiid on vees lahustumatu, lahustub enamikus orgaanilistes lahustites

Säilitustemperatuur 298 K (20°C).

tert-butüülperbensoaat (C11H14O3)

Kasutustemperatuur 453–513 K (180–240 °C)

Molekulmass 194

Vedelik, tihedus temperatuuril 293 K (20 °C) - 1040 kg/m 3

Keemistemperatuur 0,1 MPa – 397 K (124 °C)

Säilitustemperatuur 293 K (20°C).

2.2 Abitooraine

Täiteained - valdavalt tahked anorgaanilised või orgaaniline aine, loodusliku (mineraal- ja taimse) ja sünteetilise päritoluga, mis viiakse plastmassi sisse, et anda sellele vastavad omadused.

Täiteaineid lisatakse polüetüleeni omaduste parandamiseks (füüsilis-mehaanilised, termofüüsikalised, elektrofüüsikalised, optilised, esteetilised, tehnoloogilised jne). Ja odavad täiteained vähendavad polüetüleeni maksumust, näiteks täiteainetena kasutatavate polümeeride ja plastide ringlussevõtul.

Peamised täiteainete tüübid ja nende poolt antavad omadused on toodud tabelis 2.

Tabel 2. Eriomadustega täiteainete näited

Komposiidid

Täiteainete näited

Abrasiivne

Hõõrdevastane

Biolagunev

Väga tuleohtlik

Elektriisolatsioon

Elektrit juhtiv

Esteetiline

Heli- ja soojusisolatsioon

Struktuurne

Magnetiline

Mittesüttiv

Isekustuv

Kuumuskindel

Soojushoidla

Hõõrdumine

Kemikaalidele vastupidav

BN, SiC, teemant, kvarts, korund

MoS2, NbSe2, TiSe2, WS2, WSe2, grafiit

Tärklis, kitosaan

Al, Mg, nitraadid, permanganaadid, püssirohi

Al2O3, asbest, kvarts, vilgukivi, klaas, talk

Metallid (Al, Bi, Cd, Cu, Fe, Ni, Sn jne) ja nende sulamid, grafiit

Puidust türsa, marmorist laastud

Klaasvill, polüamiidkiud

Metall- ja keraamilised ferriidipulbrid

Al(OH)3, Ca(OH)2, Mg(OH)2, naatrium- ja tsinkboraadid

Asbest, grafiit, süsinikkiud

Vaha, steariinhape, parafiin, klaassfäärid

BaSO4, asbest

Asbest, grafiit, polütetrafluoroetüleen, talk, tehniline kivisüsi.

Plastifikaatorid on vähelenduvad, enamasti vedelad ained, mis annavad segule suurema plastilisuse, mis muudab toodete vormimise lihtsamaks, hoiab ära materjali hapraks muutumise madalatel temperatuuridel ning suurendab selle painduvust ja elastsust. Plastifikaatori sisalduse suurenedes polümeeri tõmbe- ja survetugevus väheneb, kuid löögitugevus ja pikenemisvõime suurenevad järsult. Levinumad plastifikaatorid on butüülkummi, dibutüülftalaat, trikresüülfosfaat, kamper, alumiiniumstearaat, oleiinhape, glütseriin jne.

Tootele soovitud värvi andmiseks kasutatakse värvaineid.

Kõvendid (näiteks meteenamiin, lubi, magneesia) lisatakse plastmassi, et kiirendada polümeeri üleminekut tahkesse, mittesulavasse olekusse, milles need ei sula ega lahustu. Sel juhul moodustab polümeer kolmemõõtmelise struktuuri.

Stabilisaatorid aitavad aeglustada vananemisprotsessi ja selle tulemusel säilitada polüetüleeni esialgseid omadusi pikaajaliselt. Stabilisaatorid ei mõjuta polüetüleeni esialgseid omadusi.

Puhumisained - vahu ja polüetüleenvahu tootmiseks.

Sideained seovad segu teised komponendid monoliitseks materjaliks ja määravad polümeeri põhiomadused. Sideainetena kasutatakse sagedamini sünteetilisi vaiku.

Määrdeained võivad parandada polüetüleeni füüsikalisi ja mehaanilisi omadusi, nimelt suurendada sulatise homogeensust, suurendada selle voolavust ja pikenemist purunemisel. Plastmassile lisatakse määrdeainetena steariinhapet, tsinkoksiidi, baariumstearaati jne.

3. Polüetüleeni tootmine

3.1 Teoreetiline alus etüleeni polümerisatsiooniprotsess

Etüleeni polümerisatsioon kõrgel rõhul toimub radikaalse ahela mehhanismi kaudu, mis koosneb initsiatsiooni, ahela kasvu ja ahela lõpetamise etappidest.

Protsessi käivitamine seisneb aktiivsete radikaalide moodustamises

Reaktsiooni alguseks on etüleeni lisamine saadud radikaalile, mille tulemusena moodustub uus radikaal:

*CH3 + CH2=CH2 > CH3 -CH2-CH2*

Reaktsiooni (kasvureaktsiooni) tulemusena moodustunud radikaalile lisatakse järjestikku etüleeni molekule:

CH3 -CH2-CH2* + CH2=CH2 > CH3 -CH2-CH2-CH2-CH2*

Keti kasv lõpeb keti katkemisega. See juhtub tavaliselt siis, kui kaks kasvavat radikaali moodustavad ühe inaktiivse makromolekuli:

CH3-CH2* + CH3-CH2* > CH3-CH2-CH2-CH3

Või kui kaks kasvavat radikaali moodustavad kaks mitteaktiivset makromolekuli, millest ühe otsas on kaksikside:

CH3-(CH2-CH2)n-CH2* + CH3-(CH2-CH2)m-CH2* >

CH3-(CH2-CH2)n-1-CH=CH2 + CH3-(CH2-CH2)m-CH2*

Need reaktsioonid vähendavad polümerisatsiooniprotsessi kiirust.

Etüleeni polümeriseerimisel ülalkirjeldatud mehhanismi järgi peaks eeldama lineaarse küllastunud polümeeri moodustumist.

Tegelikkuses saadakse aga olenevalt reaktsioonitingimustest enam-vähem hargnenud makromolekulid, mis sisaldavad vähest kaksiksidet (mis on samuti tingitud ahelülekande reaktsiooni toimumisest).

Polümeerile ahelülekande reaktsioonil on kaks varianti: molekulisisene ja intermolekulaarne.

Molekulaarse ahela ülekandel kasvavalt polümeeri radikaalilt kandub üks vesinikuaatom sekundaarsest süsinikust ahela lõppu:

Molekulaarse ülekande tulemusena moodustunud sekundaarne radikaal põhjustab uue kõrvalahela kasvu. Ülekandmise tulemusena moodustunud ahela viimane osa on hargnemine butüül-külgharu kujul. Seega moodustuvad lühikesed külgahelad. Hargnemine pikkade ahelate kujul toimub molekulidevahelise vesinikuülekande tulemusena:

R1-CH2-CH2* + R2-CH2-CH2-CH3 > R1-CH2-CH2* + R2-CH*-CH2-CH3

3.2 Seadmed polüetüleeni tootmiseks kõrgel rõhul

Etüleeni polümerisatsioon kõrgrõhul viiakse läbi toru- või autoklaavreaktorites.

Polümerisatsioon võib toimuda plokkmeetodil (“hulgiselt”), kui reaktorisse sisestatakse samaaegselt protsessi initsiaatoritega kõrge puhtusega etüleen, mis on kokku surutud rõhuni 100-300 MPa, või lahuses, kui reaktsioon on lõppenud. viiakse läbi lahustikeskkonnas.

Plokis toimuvat polümerisatsiooni on suhteliselt raske kontrollida protsessi suure eksotermilise iseloomu tõttu.

Polümerisatsiooni käigus on massiülekande parandamiseks vaja täpselt reguleerida nii reaktsiooni temperatuuri kui ka reaktsioonimassi viskoossust.

Soojuse eemaldamine läbi reaktori seina, reaktsioonisegu jahutamine värske gaasiga osalise täiendava sisendiga reaktorisse, etüleeni polümerisatsiooni siseneva temperatuuri alandamine – kõik need meetmed ei taga piisavat soojuse eemaldamist etüleeni 100% polümeriseerumiseks. Et vältida suurt soojuseraldust, mille juures toimub etüleeni termiline lagunemine, pidurdatakse reaktsioon kunstlikult 15-20% konversiooniastmele vastavas etapis (parimal juhul 30%). Reageerimata etüleen eraldatakse ja suunatakse ringlusse. Seega on põhimõtted, millel etüleeni kõrgsurve polümerisatsioon põhineb, üsna lihtsad, kuid protsess on spetsiifiline ja nõuab keerulisi seadmeid, mõõteriistu ja automatiseerimist.

3.3 Tööstusettevõtte põhivooskeem

Tehnoloogia süsteem polüetüleeni tootmine veeldatud etüleeni abil on näidatud joonisel fig. 2

Allpool käsitletav polüetüleeni tootmise tehnoloogiline skeem viiakse läbi ühes etapis, kui kõik materjalivood liiguvad pidevalt mööda ühte niiti, sealhulgas polümeeri pidev töötlemine kaubanduslikuks polüetüleeniks.

Voolumõõturi 1 ja gaasianalüsaatori 2 läbinud kõrge puhtusastmega etüleen surutakse kolbkompressoriga 3 kokku, samas kui selle tihedus ulatub kergete vedelate süsivesinike tiheduseni (400-500 kg/m3) ja suunatakse läbi torustiku. terminali jahuti 4 etüleeni kondensatsiooniseadmesse 5, kust see koos ringlusgaasiga siseneb veeldatud värske ja tagasivoolu etüleeni hoidlasse 6.

Veeldatud etüleen võetakse laost ja saadetakse propüleenist külmutusseadmesse „ülejahutamiseks“. Ülejahutatud etüleen tarnitakse mitmeastmelisele tsentrifugaalpumbale 7, milles see surutakse kokku vaherõhuni - kõrgsurvepumpade imemisrõhuni. Enne kõrgsurvesüsteemi sisenemist juhitakse etüleen läbi rida filtreid, mis eemaldavad lisandid. Kõrgsurvepumbaga imemistorusse

rõhk, lisandid, katalüsaatorid ja õhk sisestatakse (hapniku initsiatsiooniga). Etüleeni sisaldavad lisandid ja katalüsaator sisenevad ühisesse kollektorisse, mis toidab nelja identset paralleelselt töötavat kõrgsurvepumpa 8. Etüleen surutakse kokku maksimaalse rõhuni 150-270 MPa. Pärast kokkusurumist kõrgsurvepumpades juhitakse etüleen reaktorisse 9 ühes või mitmes punktis (200 °C). Pumpade väljalaskeava ja reaktori väljalaskeava juures mõõdetakse rõhku spetsiaalsete tensimeetritega. Nad näitavad ja registreerivad survet. Etüleeni automaatseks vabastamiseks atmosfääri on paigaldatud avariivabastusventiil, kui rõhk tõuseb üle etteantud väärtuse.

Reaktor koosneb pikkadest horisontaalsetest kõrgsurvetorudest, mis on varustatud veesärgiga. Nendel torudel on väga kõrge pikkuse ja läbimõõdu suhe. Kui reaktoris seatud temperatuur on ületatud, aktiveeritakse soojuse eemaldamise kiirendamiseks automaatselt klapisüsteem, mis praktiliselt välistab etüleeni termilise lagunemise võimaluse.

Saadud polüetüleeni eraldamine reageerimata etüleenist viiakse läbi suures vertikaalses auruümbrisega polümeerkollektoris 10. Polümeeri taset aparaadis juhitakse ja reguleeritakse spetsiaalse radioaktiivse elemendiga tasememõõturiga.

Kollektsioonist pärit sulanud polüetüleen siseneb ekstruuderisse 11 ja juhitakse läbi veega täidetud granulaatori. Saadud graanulite ja vee suspensioon saadetakse sõelale 12 ja seejärel tsentrifugaalkuivatisse 13. Kuivatatud polümeer voolab raskusjõu toimel ühte kahest kogumisanumast.

Toodete kogumisest tulenev kuum gaas, mis on läbinud regenereerimiskatla 14, jahutatakse vesijahutis 15. Madala molekulmassiga polümeeridest eraldamine toimub separaatorites 16. Puhastatakse klaasvillaga täidetud püünistes 17, gaas siseneb kolonn, milles sellest eraldatakse õli ja lisandid. Pärast veeldamist suunatakse etüleen 5 hoidlasse 6. Kolonnist regenereeritud lisandid suunatakse etüleeniga segamiseks kõrgsurvepumbale 8.

Polüetüleeni tootmise tõhususe parandamiseks on erinevaid meetodeid. See tuleks läbi viia suurte ühikuvõimsusega ühikute kasutuselevõtu ning teaduse ja tehnoloogia arengule tugineva tootmise intensiivistamisega. Reaktorite tootlikkuse tõstmine nende töö intensiivistamise ja efektiivsuse tõstmise kaudu ei nõua suuri kapitalikulutusi ning seda teostatakse reaktsiooniseadmete konstruktsiooni täiustamise ja polümerisatsiooni tehnoloogilise arengu optimeerimise kaudu.

Reaktsioonimahu ühiku tootlikkuse tõhus suurendamine on võimalik, suurendades etüleeni konversiooni läbimise kohta, mida mõjutavad peamiselt järgmised tegurid:

1) polümerisatsioonile suunatava gaasi temperatuuri alandamine;

2) temperatuuri tõstmine reaktsioonitsoonis;

3) rõhu tõstmine (homogeense reaktsioonikeskkonna loomiseks ja etüleeni kontsentratsiooni suurendamiseks);

4) parem reaktsioonisoojuse eemaldamine nii tänu paremale soojusülekandele läbi seina, kui ka tänu paremale soojusülekandele läbi seina ning tänu värske gaasi täiuslikumale jaotusele piki reaktorit;

5) Tõhusamate polümerisatsiooniinitsiaatorite kasutamine;

6) Reaktsioonimassi parem segunemine;

7) Algse etüleeni puhtuse suurendamine;

8) Reaktsiooniseadmete konstruktsioonide ja tehnoloogiliste skeemide täiustamine.

Huvitav on ka polüetüleenijäätmete, näiteks konteinerite, utiliseerimine ja taaskasutamine. Polüetüleenist mahuteid kasutatakse paljudes tööstusharudes: kosmeetikas, kemikaalides, toiduainetes jne. Polüetüleeni taaskasutamiseks tuleb erinevate toodete anumad purustada, kuivatada, vaakumis sulatada ja granuleerida. Kuid sellisel polüetüleenil on madalam suhteline pikenemisindeks, s.t. see on vähem vastupidav ja selle koostis on vähem homogeenne. Need puudused kõrvaldatakse, lisades sellele määrdeaineid.

4. Polüetüleeni kvaliteedikontroll

4.1 Polüetüleeni kvaliteedinäitajad

tootmise polüetüleeni sortimendi turg

Polüetüleeni kvaliteedikontroll viiakse läbi nii materjali valmistamise ajal (reaktoris, reaktori väljalaskeava juures, ekstruuder-granulaatoris) kui ka valmistoote laboris. Polüetüleeni kvaliteeti hinnatakse järgmiste näitajatega:

· Tihedus;

· Molekulmass;

· Sulamisvoolu kiirus;

· Viskoossus;

· Sulamisvoolu kiiruste kõikumine partii piires;

· Startide arv;

· Tehnoloogiline test välimus filmid;

· Vastupidavus pragunemisele;

· Tõmbe voolavuspiir;

· Tõmbetugevus;

· Murdepikenemine;

· Ekstraheeritud ainete massiosa;

· Vesiekstraktide lõhn ja maitse;

· Vastupidavus termiliselt oksüdatiivsele vananemisele;

· Vastupidavus fotooksüdatiivsele vananemisele (kiiritusmeetodil, tahma massiosa järgi, tahma jaotumise ühtluse järgi);

· Lenduvate ainete massiosa.

Peamised loetletud näitajad, mille jaoks kohustuslik kvaliteedikontroll läbi viiakse, on polüetüleeni molekulmass, selle tihedus, viskoossus ja sulamiskiirus. Tabelis 3 on toodud mitme põhibrändi kvaliteedinäitajate normid.

Tabel 3 Polüetüleeni põhiklasside kvaliteedinäitajad

Indikaatori nimi

Brändi standard

1. Tihedus, g/cm

2. Sulamisvoolu kiirus (nimiväärtus) tolerantsiga, %, g/10 min

3. Sulandi voolavuse indikaatorite dispersioon partiis, %, mitte rohkem kui:

Kõrgeim hinne

1. klass

2. klass

4. Lisade arv, tk, mitte rohkem:

Kõrgeim hinne

1. klass

2. klass

5. Filmi välimuse tehnoloogiline test:

Kõrgeim hinne

1. klass

2. klass

6. Vastupidavus lõhenemisele, h, mitte vähem

7. Tõmbe voolavuspiir, Pa (kgf/cm), mitte vähem

8. Tõmbetugevus, Pa (kgf/cm), mitte vähem

9. Katkene pikenemine, %, mitte vähem

10. Ekstraheeritud ainete massiosa, %, mitte rohkem kui:

lisatasu

1. ja 2. klass

11. Veeekstraktide lõhn ja maitse, skoor, mitte kõrgem

12 Vastupidavus termiliselt oksüdatiivsele vananemisele, h, mitte vähem

13. Vastupidavus fotooksüdatiivsele vananemisele:

kiiritusmeetod h, mitte vähem kui:

tahma massiosa järgi,%

tahma jaotumise ühtluse järgi

14. Lenduvate ainete massiosa, %, mitte rohkem kui:

Kõrgeim hinne

1. ja 2. klass

4.2 Kvaliteedi määramise meetodid

Molekulmassi määramine:

Polüetüleen on lineaarse struktuuriga ja seda saab lahustada sobivates lahustites.

Lineaarsete polümeeride molekulmass jääb vahemikku 103-107 ja polümerisatsiooni käigus moodustunud polüetüleeni makromolekulid on erineva molekulmassiga, mistõttu polüetüleeni lahused on polüdisperssed süsteemid ning katseliselt määratud molekulmass on vaid keskmine statistiline väärtus.

Ristseotud polüetüleeni fraktsioonide molekulmass võib olla väga suur. Selle määrab ristsidumise aste, st. keskmine "molekulmass" ristsiduvate saitide vahel. Ristsidumise astet saab hinnata polümeeri paisumisastme järgi lahustites.

Polümeeride molekulmassi saab määrata erinevaid meetodeid ja iga meetod on rakendatav vastavates intervallides asuvate molekulmasside mõõtmiseks.

Kõik need meetodid, välja arvatud lõpprühma meetod, põhinevad lahjendatud polümeeri lahuste mõningate omaduste muutmisel proportsionaalselt lahustunud aine molekulide arvuga; Molekulmassi määramine selliste meetodite abil nõuab keerulisi seadmeid. Seetõttu kasutatakse tehastes tänapäevani enamasti kõige lihtsamat ja kiireimat viskosimeetrilist meetodit ning molekulmass arvutatakse lahuse viskoossuse leitud väärtuse järgi.

Lõpprühmade määramise meetod. Kui makromolekuli otstes on keemiliselt määratavad funktsionaalsed rühmad, siis keemilise analüüsi andmete põhjal saab arvutada polümeeri arvkeskmise molekulmassi. Kuna suure molekulmassiga polümeeri proovis on lõpprühmade suhteline arv väga väike, on nende määramise täpsus madal. See meetod määrab molekulmassi kuni 3,104.

Ebullioskoopia ja krüoskoopia. Nende meetodite puhul arvutatakse molekulmass polümeerilahuste tõusva keemispunkti või langeva külmumispunkti järgi. Kuna temperatuurimuutused on siin väga väikesed, on ka nende meetodite täpsus madal.

Ebullioskoopilise meetodi kasutamisel kasutatakse polümeeri hävitamise vältimiseks madala keemistemperatuuriga lahustit. Krüoskoopilise meetodi jaoks on lahusti valimine veelgi keerulisem. kuidas polümeeri makromolekulid võivad enne lahusti külmumistemperatuuri saavutamist või koos lahustiga lahustist välja kukkuda. Molekulmassi määramise intervall on 2·104-3·104.

Osmootse rõhu meetod. Selle meetodi kasutamisel tekivad märkimisväärsed raskused poolläbilaskvate membraanide valmistamisel, mis võimaldavad lahusti molekulidel läbida ja säilitada makromolekule molekulmassiga kuni 30 000 (osmootse meetodi kasutamine väiksema massiga polümeeride puhul ei ole usaldusväärne ). Molekulmassi määramisvahemik on 104-106.

Valguse hajumise meetod. Läbipaistvat keskkonda läbiv valguskiir on osaliselt hajutatud. Meetod põhineb sellel, et puhtal lahustil ja polümeerilahusel on erinevad kraadid valguse hajumine Saadud molekulmass on massi keskmine molekulmass. Molekulmassi määramisvahemik on 104-107.

Sedimentatsiooni (või settimise) meetod ultratsentrifuugis. Suspensiooni settimisel osakesed settivad järk-järgult ja settimiskiiruse järgi saab väga tugeva tsentrifugaalvälja kasutamisel ultratsentrifuugis välja arvutada hõljuva aine osakeste massi. Tsentrifuugi rootori pöörlemiskiirus peab olema vähemalt 1000 p/min. Sadestamise kiiruse järgi on võimalik arvutada mitte ainult polümeeri molekulmass, vaid ka molekulmasside jaotus. Molekulmassi määramisvahemik on 104-107.

Viskosimeetria meetod. Lihtsaim ja mugavaim meetod molekulmassi määramiseks on viskosimeetriline meetod. Molekulmass arvutatakse empiirilise võrrandi põhjal, mis seob lahuse viskoossust, lahusti viskoossust ja polümeeri kontsentratsiooni. Viskoossuskarakteristiku järgi arvutatud molekulmassi nimetatakse viskoossuse keskmiseks molekulmassiks ja seda väljendatakse tavaliselt selle logaritmi väärtusega.

Sulatuse voolukiiruse määramine: MFR (GOST 11645--73) määramise aparaat on sissepritseplastomeer, mille düüsi siseläbimõõt on 2,09 mm, mille varda ja raskus on 2,16 kg, termopaar sulamistemperatuuri mõõtmiseks, mis indeksi määramisel hoitakse konstantsel temperatuuril 463 K ± 0,5 (190 ± 0,5 °C). Nendes tingimustes 10 minuti jooksul ekstrudeeritud materjali massi grammides nimetatakse sulamisindeksiks. Madal sulamisindeks vastab suure molekulmassiga materjalile omasele suurele sisehõõrdumisele. Seega võimaldab selle meetodiga määratud sulamisvoolu indeks ebapiisava mõõtmistäpsuse tõttu teatud lähendusega klassifitseerida polüetüleeni klasse polümeeri molekulide suuruse järgi.

Näiva tiheduse (mahtmassi) määramine:

Mõõtmis- ja kaalumismeetod. Meetod seisneb aine tiheduse määramises proovi massi ja ruumala suhte järgi, mis määratakse otsese kaalumise ja mõõtmise teel. Mahtu saab mõõta muude meetoditega, näiteks ebakorrapärase või raskesti mõõdetava kujuga proovide tõrjutud vedeliku mahuga. Meetodit kasutatakse toodete ja pooltoodete (vardad, vardad, torud) tiheduse (mahumassi) määramiseks ning see annab mõõtetäpsuse kuni 0,5% mahumõõtmise täpsusega 0,3% ja massiga 0,2%.

Hüdrostaatiline kaalumismeetod. Meetod seisneb uuritava aine ja teadaoleva tihedusega vedeliku (näiteks destilleeritud vee) masside võrdses mahus võrdlemises. Meetod on ette nähtud vormitud toodete (vardad, vardad, torud) tiheduse (mahumassi) määramiseks; see tagab mõõtmistäpsuse kuni 0,1%.

Püknomeetriline meetod. Meetod seisneb uuritava aine ja teadaoleva tihedusega vedeliku masside võrdses mahus võrdlemises. Meetodit kasutatakse vormitud toodete, pressitud pulbri graanulite, helveste tiheduse määramiseks; see tagab mõõtmistäpsuse kuni 0,05%.

Flotatsioonimeetod seisneb proovi tiheduse võrdlemises teadaoleva vedeliku tihedusega hetkel, mil proov hõljub. Meetodit kasutatakse graanulite ja mistahes vormitud toodete kujul olevate plastide (peamiselt polüolefiinide) tiheduse määramiseks. etanool- vesi. Meetod sobib polümeeride tiheduse määramiseks alates 910 kg/m 3 (0,9100 g/cm 3) täpsusega 0,0002 g/cm 3.

Gradientkolonni meetod põhineb uuritava proovi ja silindris või torus oleva teadaoleva tihedusega vedeliku sukeldumissügavuse võrdlemisel lahusega, mille tihedus muutub sõltuvalt kõrgusest ("gradientkolonn").

Meetodit kasutatakse kilede, graanulite, kiudude ja vormitud toodete kujul olevate toodete tiheduse määramiseks. Selle meetodi täpsus sõltub vedeliku tiheduse erinevusest gradiendisamba kõrgusel. Kui veeru "tundlikkus" on 0,0001 c/cm 3 millimeetri kohta, ulatub meetodi täpsus 0,05% -ni.

Praegu on turul laialt levinud nii madala kui ka suure tihedusega polüetüleen, millest põhiosa on erinevat tüüpi toodete konteinerites ja pakendites. Seetõttu on vaja pöörata suurt tähelepanu selle materjali kvaliteedile ja omadustele.

Tehtud töö käigus sain teada, et kõrgel rõhul toodetud polüetüleen on madala tihedusega ja kuulub termoplastsete polümeeride rühma. Sellel on keemiline inerts, kergus ja tugevus ning venitusvõime. Sellised omadused on määranud selle kasutusala, kus polüetüleeni kasutatakse kilede, pakkematerjalide, korrosioonivastaste katete, kaablite elektriisolatsioonimaterjalide ja kanga ja paberiga immutatud kujul.

Polüetüleeni tooraineks on etüleen ja katalüsaatorid. Kuid seda toodetakse harva puhtal kujul. Selle klasside mitmekesisust seletatakse lisandite, näiteks täiteainete, plastifikaatorite, sideainete, kõvendite, värvainete, stabilisaatorite, määrdeainete lisamisega polüetüleeni. Lisandid annavad polüetüleenile teatud spetsiifilised omadused ja parandavad selle kvaliteeti.

Samuti sain teada, et polüetüleeni polümerisatsioon toimub kõrgendatud temperatuuride ja rõhkude juures ning etüleeni termilise lagunemise või reaktsiooni pärssimise vältimiseks on vajalik pidev jälgimine. Seetõttu kasutatakse tootmises suurt hulka juhtimis- ja mõõteriistu ning automaatikat.

Peamised näitajad, mille järgi polüetüleeni iseloomustatakse, on selle molekulmass, tihedus ja sulamisvedelik. Neid indikaatoreid kasutatakse polüetüleeni kvaliteedi määramiseks laborites, aga ka tootmises endas: reaktoris, otse reaktori väljapääsu juures, valmis polüetüleenigraanulite puhul.

Polüetüleenitehnoloogia nõuab tootmiseeskirjade ranget järgimist, võttes arvesse tehnoloogiliste parameetrite mõju valmistoote omadustele, ja rangelt organisatsioonilist protsessi. Ainult selle lähenemisviisi abil saate kvaliteetset materjali.

Tänapäeval on ebatavaliselt aktuaalne teema polüetüleenijäätmete ringlussevõtt, kuna see ise ei lagune ega saasta keskkond. Teadlased on juba välja töötanud mitmeid meetodeid polüetüleeni ringlussevõtuks, mis on võimalik selle termoplastiliste omaduste tõttu. Kuid raskuseks on vajadus võimsate seadmete ja jäätmete sorteerimise järele.

Bibliograafia

1. Shifrina V., Statsky N. Kõrgsurve polüetüleen. Teatmik - Goskhimizdat, 1975 - lk. 45-50.

3. Kavarnovski S.N., Kozlov V.N. Orgaanilise põhisünteesi protsesside tehnoloogilised skeemid. Kõrgmolekulaarsete ühendite algproduktide valmistamise meetodid. K.: Gorki, 1968 - lk. 122-124.

4. T.M. Tomilina, L.M. Zabolotnikova, V.V. Vakush, I.A. Mochalnik, N.P. Grishina. Tähtsamate tööstusharude tehnoloogia alused: 2 osas Osa 2: Õpik. Käsiraamat ülikoolidele; Ed. I.V. Tšentsova, V.V. Washuka. - Mn.: Kõrgem. kool, 1989 - lk. 79

5. Yu Kovalov. Ukraina polüetüleenituru ülevaade. Ajakiri "Polümeerid-raha". Ed. V. Kuzovenko. - 2006 nr 8 - lk. 19-22.

6. O.P. Mantulo, I.M. Novikov. Sisse on pressitud PET-st valmistatud polümeermahutid, kasutatud on töötlemisliine. Ajakiri "Ukraina keemiatööstus" Toim. Yu.M. Sidorenko - 2006 nr 1 - lk. 51-53.

7. I.O. Mikulyonok. Termoplastilised komposiitmaterjalid ja nende sarnasused, klassifikatsioon ja maa-alused väljapanekud. Ajakiri "Ukraina keemiatööstus" Toim. Yu.M. Sidorenko - 2005 nr 5 - lk. 30-39.

8. GOST 16337-77 Kõrgsurve polüetüleen. Tehnilised tingimused. Sisenema. 01.01.1979 - M.: IPK standardite kirjastus - 1979 - lk. 70

9. GOST 11645-73 Plastid. Termoplastide sulavooluindeksi määramise meetodid. Sisenema. 01.01.1975 - M.: Standardite kirjastus. 1975 – lk. 12

Postitatud saidile Allbest.ru

...

Sarnased dokumendid

    Polüetüleeni tootmise peamised meetodid. Polüetüleeni tootmine kõrgel rõhul. Masspolümerisatsiooni meetod. Polüetüleeni iseloomulikud omadused. Katalüsaatori lagunemise ja pesemise tehnoloogiline protsess. Käibemäära hinnang.

    abstraktne, lisatud 06.02.2012

    Madala tihedusega polüetüleeni tootmismeetodid; projekteeritava tootmise tehnoloogia valik ja põhjendus. Toote omadused, selle rakendus; seadmete arvutamine ja valik; protsesside automatiseerimine. Keskkonna- ja majanduslik hinnang projekt.

    lõputöö, lisatud 12.03.2011

    Ajalooline viide polüetüleeni tootmismeetodite ja kasutamise kohta. Etüleeni polümerisatsiooniprotsess. Tehnilised kirjeldused tooraine, pooltooted ja tooted. Madala tihedusega polüetüleeni tootmise materjalibilansi arvutamine gaasifaasi meetodil.

    lõputöö, lisatud 26.01.2014

    Suure tihedusega polüetüleeni omadused. Füüsiline- Keemilised omadused. Regulatiivne ja tehniline dokumentatsioon. OJSC Kazanorgsintezi tekkimise ja arengu ajalugu. IDEF0 modelleerimise eesmärk ja omadused. Tootmisprotsesside mudel "Nagu on".

    kursusetöö, lisatud 03.05.2015

    Torude tootmisel kasutatav termoplast. Polüetüleentorude tugevusomadused. Toru tooriku vormimine ja kalibreerimine. Tehnilised nõuded polüetüleentorude klassidele ja survetorudele, kvaliteedikontrolli meetodid.

    kursusetöö, lisatud 20.10.2011

    Tööstuslik tootmine Kilede tootmine sünteetilistest polümeeridest (polüetüleen, polüvinüülkloriid jne) toimub pideval meetodil polümeerisulamistest kahel viisil: kalandriga ja ekstrusiooniga tigupressidega. Kiletoodete pealekandmine.

    kursusetöö, lisatud 15.05.2008

    Tööstusliku polüetüleeni tootmistehnoloogia, lähteaine. Polüetüleentooted ja nende omaduste mõjutamise viisid. Meetod torude valmistamiseks madala tihedusega polüetüleenist, kasutades põhisegu erinevates värvides.

    lõputöö, lisatud 20.08.2009

    Üldised omadused polümeerkiled. Tehnoloogiline protsess torukujulise kile tootmiseks madala tihedusega polüetüleenist. Koefitsiendi arvutamine geomeetriline kujuühe kruviga ühekäigulise ekstruuderi pead ja jõudlus filmi tootmiseks.

    kursusetöö, lisatud 06.04.2014

    Tehnoloogilised toimingud, mida kasutatakse polümeertorude tootmisprotsessis. Polüetüleeni ja polüpropüleeni põhimargid, lisandid, trükivärvid, lakid polümeertorude tootmiseks. Torude tüübid ja nende suurused. Toru kaela põhikujud.

    test, lisatud 09.10.2010

    Madala tihedusega polüetüleenist toote valmistamise meetodi valik ja põhjendus, põhi- ja abiseadmed. Tehnoloogiline tootmisskeem. Tooraine ja tarvikute koguse arvutamine. Materjalibilansi koostamine.

Seotud väljaanded