Σύντομη Εισαγωγή Ρητίνης Πολυαιθυλενίου
Σύντομη Εισαγωγή Ρητίνης Πολυαιθυλενίου
Το πολυαιθυλένιο (PE) είναι α θερμοπλαστικός ρητίνη που λαμβάνεται με πολυμερισμό αιθυλενίου. Στη βιομηχανία περιλαμβάνονται επίσης συμπολυμερή αιθυλενίου με μικρές ποσότητες άλφα-ολεφινών. Η ρητίνη πολυαιθυλενίου είναι άοσμη, μη τοξική, μοιάζει με κερί, έχει εξαιρετική αντοχή σε χαμηλή θερμοκρασία (η ελάχιστη θερμοκρασία λειτουργίας μπορεί να φτάσει τους -100~-70°C), καλή χημική σταθερότητα και μπορεί να αντισταθεί στην όξινη και αλκαλική διάβρωση (μη ανθεκτική στην οξείδωση οξύ της φύσης). Είναι αδιάλυτο σε κοινούς διαλύτες σε θερμοκρασία δωματίου, με χαμηλή απορρόφηση νερού και εξαιρετική ηλεκτρική μόνωση.
Το πολυαιθυλένιο συντέθηκε από τη Βρετανική Εταιρεία ICI το 1922 και το 1933, η British Bonemen Chemical Industry Company διαπίστωσε ότι το αιθυλένιο μπορούσε να πολυμεριστεί για να σχηματίσει πολυαιθυλένιο υπό υψηλή πίεση. Αυτή η μέθοδος βιομηχανοποιήθηκε το 1939 και είναι κοινώς γνωστή ως μέθοδος υψηλής πίεσης. Το 1953 ο Κ. Ζίγκλερ της Ομοσπονδίαςral Η Δημοκρατία της Γερμανίας διαπίστωσε ότι με το TiCl4-Al(C2H5)3 ως καταλύτη, το αιθυλένιο μπορούσε επίσης να πολυμεριστεί υπό χαμηλότερη πίεση. Αυτή η μέθοδος τέθηκε σε βιομηχανική παραγωγή το 1955 από την Hearst Company της Ομοσπονδίαςral Δημοκρατία της Γερμανίας, και είναι κοινώς γνωστό ως πολυαιθυλένιο χαμηλής πίεσης. Στις αρχές της δεκαετίας του 1950, η Philips Petroleum Company των Ηνωμένων Πολιτειών ανακάλυψε ότι χρησιμοποιώντας οξείδιο χρωμίου-πυριτική αλουμίνα ως καταλύτη, το αιθυλένιο μπορούσε να πολυμεριστεί για να σχηματίσει πολυαιθυλένιο υψηλής πυκνότητας υπό μέτρια πίεση και η βιομηχανική παραγωγή πραγματοποιήθηκε το 1957. Στη δεκαετία του 1960 , η καναδική DuPont Company άρχισε να κατασκευάζει πολυαιθυλένιο χαμηλής πυκνότητας με αιθυλένιο και α-ολεφίνη με τη μέθοδο διαλύματος. Το 1977, η Union Carbide Company και η Dow Chemical Company των Ηνωμένων Πολιτειών χρησιμοποίησαν διαδοχικά μέθοδο χαμηλής πίεσης για την κατασκευή πολυαιθυλενίου χαμηλής πυκνότητας, που ονομάζεται γραμμικό πολυαιθυλένιο χαμηλής πυκνότητας, από το οποίο η μέθοδος αέριας φάσης της Union Carbide Company ήταν η πιο σημαντική. Η απόδοση του γραμμικού πολυαιθυλενίου χαμηλής πυκνότητας είναι παρόμοια με εκείνη του πολυαιθυλενίου χαμηλής πυκνότητας και έχει ορισμένα χαρακτηριστικά του πολυαιθυλενίου υψηλής πυκνότητας. Επιπλέον, η κατανάλωση ενέργειας στην παραγωγή είναι χαμηλή, επομένως έχει αναπτυχθεί εξαιρετικά γρήγορα και έχει γίνει μια από τις πιο εντυπωσιακές νέες συνθετικές ρητίνες.
Η βασική τεχνολογία της μεθόδου χαμηλής πίεσης βρίσκεται στον καταλύτη. Το σύστημα TiCl4-Al(C2H5)3 που εφευρέθηκε από την Ziegler στη Γερμανία είναι ο καταλύτης πρώτης γενιάς για τις πολυολεφίνες. Το 1963, η βελγική εταιρεία Solvay πρωτοστάτησε στον καταλύτη δεύτερης γενιάς με ένωση μαγνησίου ως φορέα και η καταλυτική απόδοση έφτασε τις δεκάδες χιλιάδες έως εκατοντάδες χιλιάδες γραμμάρια πολυαιθυλενίου ανά γραμμάριο τιτανίου. Η χρήση του καταλύτη δεύτερης γενιάς μπορεί επίσης να εξοικονομήσει τη διαδικασία μετά την επεξεργασία για την αφαίρεση υπολειμμάτων καταλύτη. Αργότερα, αναπτύχθηκαν καταλύτες υψηλής απόδοσης για τη μέθοδο της αέριας φάσης. Το 1975, η ιταλική Monte Edison Group Corporation ανέπτυξε έναν καταλύτη που μπορεί να παράγει απευθείας σφαιρικό πολυαιθυλένιο χωρίς κοκκοποίηση. Ονομάζεται καταλύτης τρίτης γενιάς, που αποτελεί άλλη μια επανάσταση στην παραγωγή πολυαιθυλενίου υψηλής πυκνότητας.
Η ρητίνη πολυαιθυλενίου είναι πολύ ευαίσθητη στις περιβαλλοντικές καταπονήσεις (χημική και μηχανική δράση) και είναι λιγότερο ανθεκτική στη θερμική γήρανση από τα πολυμερή όσον αφορά τη χημική δομή και την επεξεργασία. Το πολυαιθυλένιο μπορεί να υποστεί επεξεργασία με συμβατικές θερμοπλαστικές μεθόδους χύτευσης. Έχει ένα ευρύ φάσμα χρήσεων, που χρησιμοποιείται κυρίως για την κατασκευή μεμβρανών, υλικών συσκευασίας, δοχείων, σωλήνων, μονονημάτων, καλωδίων και καλωδίων, καθημερινών αναγκών κ.λπ., και μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μονωτικό υλικό υψηλής συχνότητας για τηλεοράσεις, ραντάρ κ.λπ.
Με την ανάπτυξη της πετροχημικής βιομηχανίας, η παραγωγή πολυαιθυλενίου αναπτύχθηκε γρήγορα και η παραγωγή αντιπροσωπεύει περίπου το 1/4 της συνολικής παραγωγής πλαστικού. Το 1983, η συνολική ικανότητα παραγωγής πολυαιθυλενίου στον κόσμο ήταν 24.65 Mt και η ικανότητα των υπό κατασκευή μονάδων ήταν 3.16 Mt. Σύμφωνα με τα τελευταία στατιστικά στοιχεία του 2011, η παγκόσμια παραγωγική ικανότητα έφτασε τα 96 Mt. Η αναπτυξιακή τάση της παραγωγής πολυαιθυλενίου δείχνει ότι η παραγωγή και η κατανάλωση μετατοπίζεται σταδιακά στην Ασία και η Κίνα γίνεται όλο και περισσότερο η πιο σημαντική καταναλωτική αγορά.