Kratak uvod u polietilensku smolu
Kratak uvod u polietilensku smolu
Polietilen (PE) je a termoplastika smola dobivena polimerizacijom etilena. U industriji su također uključeni kopolimeri etilena s malim količinama alfa-olefina. Polietilenska smola je bez mirisa, nije toksična, na dojam je poput voska, ima izvrsnu otpornost na niske temperature (minimalna radna temperatura može doseći -100~-70°C), dobru kemijsku stabilnost i može se oduprijeti većini kiselina i lužina (nije otporan na oksidaciju priroda kiselina). Netopljiv je u uobičajenim otapalima na sobnoj temperaturi, s niskom apsorpcijom vode i izvrsnom električnom izolacijom.
Polietilen je sintetizirala britanska tvrtka ICI 1922., a 1933. britanska tvrtka Bonemen Chemical Industry Company otkrila je da se etilen može polimerizirati u polietilen pod visokim tlakom. Ova metoda je industrijalizirana 1939. godine i poznata je kao metoda visokog tlaka. Godine 1953. K. Ziegler iz Federal Republika Njemačka otkrila je da se uz TiCl4-Al(C2H5)3 kao katalizator etilen može polimerizirati i pod nižim tlakom. Ovu je metodu 1955. uvela u industrijsku proizvodnju tvrtka Hearst iz savezne državeral Republika Njemačka, a općenito je poznat kao niskotlačni polietilen. Početkom 1950-ih, Philips Petroleum Company iz Sjedinjenih Država otkrila je da se upotrebom kromovog oksida i aluminijevog oksida kao katalizatora etilen može polimerizirati u polietilen visoke gustoće pod srednjim tlakom, a industrijska proizvodnja je pokrenuta 1957. U 1960-ima , kanadska tvrtka DuPont počela je proizvoditi polietilen niske gustoće s etilenom i α-olefinom metodom otopine. Godine 1977. Union Carbide Company i Dow Chemical Company iz Sjedinjenih Država sukcesivno su koristile metodu niskog tlaka za izradu polietilena niske gustoće, nazvanog linearni polietilen niske gustoće, od kojih je najvažnija metoda plinske faze Union Carbide Company. Učinak linearnog polietilena niske gustoće sličan je polietilenu niske gustoće i ima neke karakteristike polietilena visoke gustoće. Osim toga, potrošnja energije u proizvodnji je niska, pa se iznimno brzo razvio i postao jedna od najatraktivnijih novih umjetnih smola.
Temeljna tehnologija metode niskog tlaka leži u katalizatoru. Sustav TiCl4-Al(C2H5)3 koji je izumio Ziegler u Njemačkoj prva je generacija katalizatora za poliolefine. Godine 1963. belgijska tvrtka Solvay uvela je katalizator druge generacije s magnezijevim spojem kao nosačem, a katalitička učinkovitost dosegnula je desetke tisuća do stotine tisuća grama polietilena po gramu titana. Korištenje katalizatora druge generacije također može uštedjeti proces naknadne obrade za uklanjanje ostataka katalizatora. Kasnije su razvijeni visokoučinkoviti katalizatori za metodu plinske faze. Godine 1975. talijanska Monte Edison Group Corporation razvila je katalizator koji može izravno proizvesti sferni polietilen bez granulacije. Naziva se katalizatorom treće generacije, što je još jedna revolucija u proizvodnji polietilena visoke gustoće.
Polietilenska smola je vrlo osjetljiva na stres okoline (kemijsko i mehaničko djelovanje) i manje je otporna na toplinsko starenje od polimera u pogledu kemijske strukture i obrade. Polietilen se može preraditi konvencionalnim metodama termoplastičnog prešanja. Ima širok raspon namjena, uglavnom se koristi za proizvodnju filmova, materijala za pakiranje, spremnika, cijevi, monofilamenata, žica i kabela, dnevnih potrepština itd., a može se koristiti kao visokofrekventni izolacijski materijal za TV, radare itd.
S razvojem petrokemijske industrije, proizvodnja polietilena se brzo razvila, a proizvodnja čini oko 1/4 ukupne proizvodnje plastike. Godine 1983. ukupni svjetski proizvodni kapacitet polietilena iznosio je 24.65 Mt, a kapacitet jedinica u izgradnji bio je 3.16 Mt. Prema najnovijim statistikama u 2011. globalni proizvodni kapacitet dosegao je 96 Mt. Trend razvoja proizvodnje polietilena pokazuje da proizvodnja i potrošnje postupno se sele u Aziju, a Kina sve više postaje najvažnije potrošačko tržište.