Polüetüleenvaigu lühitutvustus
Polüetüleenvaigu lühitutvustus
Polüetüleen (PE) on a termoplastiline vaik, mis saadakse etüleeni polümeriseerimisel. Tööstuses on kaasatud ka etüleeni kopolümeerid väikese koguse alfa-olefiinidega. Polüetüleenvaik on lõhnatu, mittetoksiline, tundub nagu vaha, suurepärase madala temperatuuritaluvusega (minimaalne töötemperatuur võib ulatuda -100–70 °C), hea keemilise stabiilsusega ning talub enamikku happe- ja leeliseerosiooni (ei ole oksüdatsioonikindel) loodushape). See on toatemperatuuril tavalistes lahustites lahustumatu, madala veeimavusega ja suurepärase elektriisolatsiooniga.
Polüetüleeni sünteesis Briti ICI ettevõte 1922. aastal ja 1933. aastal leidis Briti Bonemen Chemical Industry Company, et etüleeni saab polüetüleerida polüetüleeni moodustamiseks kõrge rõhu all. See meetod tööstusstati 1939. aastal ja seda tuntakse üldiselt kõrgsurvemeetodina. 1953. aastal K. Ziegler Föderatsioonistral Saksamaa Vabariik leidis, et kui katalüsaatorina kasutatakse TiCl4-Al(C2H5)3, saab etüleeni polümeriseerida ka madalama rõhu all. Selle meetodi võttis tööstuslikuks tootmiseks 1955. aastal Fede Hearst Companyral Saksamaa Vabariik ja on üldtuntud kui madalrõhu polüetüleen. 1950. aastate alguses avastas Ameerika Ühendriikide Philips Petroleum Company, et kasutades kroomoksiid-ränidioksiid-alumiiniumoksiidi katalüsaatorina, saab etüleeni polümeriseerida kõrge tihedusega polüetüleeni moodustamiseks keskmise rõhu all ning tööstuslik tootmine viidi läbi 1957. aastal. 1960. aastatel aastal hakkas Kanada ettevõte DuPont tootma madala tihedusega polüetüleeni etüleeni ja α-olefiiniga lahusmeetodil. 1977. aastal kasutasid Union Carbide Company ja Ameerika Ühendriikide Dow Chemical Company järjestikku madalsurvemeetodit madala tihedusega polüetüleeni, mida nimetatakse lineaarseks madala tihedusega polüetüleeniks, valmistamiseks, millest kõige olulisem oli Union Carbide Company gaasifaasi meetod. Lineaarse madala tihedusega polüetüleeni jõudlus on sarnane madala tihedusega polüetüleeni omaga ja sellel on mõned kõrge tihedusega polüetüleeni omadused. Lisaks on tootmises väike energiakulu, mistõttu on see ülikiiresti arenenud ja muutunud üheks pilkupüüdvamaks uueks sünteetiliseks vaiguks.
Madala rõhu meetodi põhitehnoloogia seisneb katalüsaatoris. Saksamaal Ziegleri leiutatud süsteem TiCl4-Al(C2H5)3 on polüolefiinide esimese põlvkonna katalüsaator. 1963. aastal tegi Belgia Solvay Company teerajajaks teise põlvkonna katalüsaatori, mille kandjaks oli magneesiumühend, ja katalüütiline efektiivsus ulatus kümnete tuhandete kuni sadade tuhandete grammideni polüetüleeni grammi titaani kohta. Teise põlvkonna katalüsaatori kasutamine võib säästa ka katalüsaatorijääkide eemaldamise järeltöötlusprotsessi. Hiljem töötati välja kõrge efektiivsusega katalüsaatorid gaasifaasi meetodi jaoks. 1975. aastal töötas Itaalia Monte Edison Group Corporation välja katalüsaatori, mis suudab otse ilma granuleerimiseta toota sfäärilist polüetüleeni. Seda nimetatakse kolmanda põlvkonna katalüsaatoriks, mis on järjekordne revolutsioon kõrge tihedusega polüetüleeni tootmisel.
Polüetüleenvaik on väga tundlik keskkonnamõjude suhtes (keemiline ja mehaaniline toime) ning on keemilise struktuuri ja töötlemise poolest vähem vastupidav termilisele vananemisele kui polümeerid. Polüetüleeni saab töödelda tavaliste termoplastiliste vormimismeetoditega. Sellel on lai kasutusala, peamiselt kasutatakse kilede, pakkematerjalide, mahutite, torude, monokiudude, juhtmete ja kaablite, igapäevaste tarbekaupade jms valmistamiseks ning seda saab kasutada kõrgsageduslike isolatsioonimaterjalina telerites, radarites jne.
Naftakeemiatööstuse arenguga on polüetüleeni tootmine kiiresti arenenud ja toodang moodustab umbes 1/4 plasti kogutoodangust. 1983. aastal oli maailma polüetüleeni tootmisvõimsus kokku 24.65 Mt, ehitatavate plokkide võimsus 3.16 Mt. Viimase 2011. aasta statistika järgi ulatus ülemaailmne tootmisvõimsus 96 Mt Polüetüleeni tootmise arengutrend näitab, et tootmine ja tarbimine nihkuvad järk-järgult Aasiasse ning Hiinast on saamas üha olulisem tarbijaturg.