Stručné predstavenie polyetylénovej živice
Stručné predstavenie polyetylénovej živice
Polyetylén (PE) je a termoplast živica získaná polymerizáciou etylénu. V priemysle sú zahrnuté aj kopolyméry etylénu s malým množstvom alfa-olefínov. Polyetylénová živica je bez zápachu, netoxická, na dotyk ako vosk, má vynikajúcu odolnosť voči nízkym teplotám (minimálna prevádzková teplota môže dosiahnuť -100~-70 °C), dobrú chemickú stabilitu a odoláva väčšine erózie kyselinami a zásadami (nie je odolná voči oxidácii prírodná kyselina). Je nerozpustný v bežných rozpúšťadlách pri izbovej teplote, s nízkou absorpciou vody a vynikajúcou elektrickou izoláciou.
Polyetylén syntetizovala British ICI Company v roku 1922 a v roku 1933 British Bonemen Chemical Industry Company zistila, že etylén možno polymerizovať za vzniku polyetylénu pod vysokým tlakom. Táto metóda bola industrializovaná v roku 1939 a je všeobecne známa ako vysokotlaková metóda. V roku 1953 K. Ziegler z Federal Nemecká republika zistila, že s TiCl4-Al(C2H5)3 ako katalyzátorom je možné etylén polymerizovať aj pri nižšom tlaku. Táto metóda bola zavedená do priemyselnej výroby v roku 1955 Hearst Company of the Federal Nemeckej republiky a je bežne známy ako nízkotlakový polyetylén. Začiatkom 1950. rokov spoločnosť Philips Petroleum Company of United States objavila, že použitím oxidu chrómu a oxidu kremičitého ako katalyzátora možno etylén polymerizovať za vzniku vysokohustotného polyetylénu pod stredným tlakom a priemyselná výroba bola realizovaná v roku 1957. V 1960. rokoch 1977. storočia Kanadská spoločnosť DuPont Company začala vyrábať nízkohustotný polyetylén s etylénom a α-olefínom metódou roztoku. V roku XNUMX spoločnosti Union Carbide Company a Dow Chemical Company zo Spojených štátov postupne použili nízkotlakovú metódu na výrobu polyetylénu s nízkou hustotou, nazývaného lineárny polyetylén s nízkou hustotou, z ktorých bola najdôležitejšia metóda v plynnej fáze spoločnosti Union Carbide Company. Výkon lineárneho polyetylénu s nízkou hustotou je podobný výkonu polyetylénu s nízkou hustotou a má niektoré vlastnosti polyetylénu s vysokou hustotou. Navyše spotreba energie pri výrobe je nízka, takže sa vyvinul mimoriadne rýchlo a stal sa jednou z najpútavejších nových syntetických živíc.
Hlavná technológia nízkotlakovej metódy spočíva v katalyzátore. Systém TiCl4-Al(C2H5)3, ktorý vynašiel Ziegler v Nemecku, je katalyzátorom prvej generácie pre polyolefíny. V roku 1963 bola belgická spoločnosť Solvay priekopníkom katalyzátora druhej generácie so zlúčeninou horčíka ako nosiča a katalytická účinnosť dosahovala desiatky tisíc až stovky tisíc gramov polyetylénu na gram titánu. Použitie katalyzátora druhej generácie môže tiež ušetriť proces dodatočnej úpravy na odstránenie zvyškov katalyzátora. Neskôr boli vyvinuté vysokoúčinné katalyzátory pre metódu v plynnej fáze. V roku 1975 talianska Monte Edison Group Corporation vyvinula katalyzátor, ktorý dokáže priamo vyrábať sférický polyetylén bez granulácie. Nazýva sa katalyzátor tretej generácie, čo je ďalšia revolúcia vo výrobe polyetylénu s vysokou hustotou.
Polyetylénová živica je veľmi citlivá na záťaž prostredia (chemické a mechanické pôsobenie) a je menej odolná voči tepelnému starnutiu ako polyméry z hľadiska chemickej štruktúry a spracovania. Polyetylén možno spracovať konvenčnými metódami tvarovania termoplastov. Má široké využitie, používa sa najmä na výrobu fólií, obalových materiálov, nádob, rúrok, monofilov, drôtov a káblov, predmetov dennej potreby a pod., možno ho použiť ako vysokofrekvenčné izolačné materiály pre televízory, radary atď.
S rozvojom petrochemického priemyslu sa výroba polyetylénu rýchlo rozvinula a produkcia predstavuje asi 1/4 celkovej produkcie plastov. V roku 1983 bola celková svetová výrobná kapacita polyetylénu 24.65 Mt a kapacita rozostavaných blokov bola 3.16 Mt.Podľa najnovších štatistík v roku 2011 dosiahla celosvetová výrobná kapacita 96 Mt. Trend vývoja výroby polyetylénu ukazuje, že výroba a spotreba sa postupne presúva do Ázie a Čína sa čoraz viac stáva najdôležitejším spotrebiteľským trhom.