บทนำของพอลิเอทิลีนเรซิน

บทนำของพอลิเอทิลีนเรซิน

โพลิเอทิลีน (PE) คือ เทอร์โม เรซินที่ได้จากการทำโพลิเมอไรซิ่งเอทิลีน ในอุตสาหกรรม จะรวมโคพอลิเมอร์ของเอทิลีนที่มีอัลฟาโอเลฟินในปริมาณเล็กน้อยด้วย โพลิเอทิลีนเรซินไม่มีกลิ่น ปลอดสารพิษ ให้ความรู้สึกเหมือนขี้ผึ้ง มีความทนทานต่ออุณหภูมิต่ำได้ดีเยี่ยม (อุณหภูมิการทำงานต่ำสุดสามารถเข้าถึง -100~-70 องศาเซลเซียส) มีความเสถียรทางเคมีที่ดี และสามารถต้านทานการกัดกร่อนของกรดและด่างได้มากที่สุด (ไม่ทนต่อการเกิดออกซิเดชัน กรดธรรมชาติ) ไม่ละลายในตัวทำละลายทั่วไปที่อุณหภูมิห้อง โดยมีการดูดซึมน้ำต่ำและเป็นฉนวนไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม

โพลิเอทิลีนถูกสังเคราะห์โดยบริษัท British ICI ในปี 1922 และในปี 1933 บริษัท British Bonemen Chemical Industry Company พบว่าเอทิลีนสามารถถูกพอลิเมอไรเซชันเพื่อสร้างโพลิเอทิลีนภายใต้ความดันสูง วิธีนี้ใช้ในอุตสาหกรรมในปี พ.ศ. 1939 และเป็นที่รู้จักกันทั่วไปว่าเป็นวิธีการแรงดันสูง ในปี 1953 K. Ziegler แห่ง Federal สาธารณรัฐเยอรมนีพบว่าด้วย TiCl4-Al(C2H5)3 เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา เอทิลีนสามารถถูกโพลีเมอร์ได้ภายใต้แรงดันที่ต่ำกว่า วิธีนี้ถูกนำไปใช้ในการผลิตเชิงอุตสาหกรรมในปี 1955 โดย Hearst Company of the Federal สาธารณรัฐเยอรมนีและเรียกกันทั่วไปว่าพอลิเอทิลีนแรงดันต่ำ ในช่วงต้นทศวรรษ 1950 บริษัท Philips Petroleum แห่งสหรัฐอเมริกาค้นพบว่าการใช้โครเมียมออกไซด์-ซิลิกาอลูมินาเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา เอทิลีนสามารถถูกพอลิเมอไรเซชันเพื่อสร้างโพลิเอทิลีนความหนาแน่นสูงภายใต้แรงดันปานกลาง และการผลิตภาคอุตสาหกรรมได้เกิดขึ้นในปี 1957 บริษัทดูปองท์ของแคนาดาเริ่มผลิตโพลิเอทิลีนความหนาแน่นต่ำด้วยเอทิลีนและα-โอเลฟินโดยวิธีสารละลาย ในปี 1960 บริษัท Union Carbide และ Dow Chemical Company ของสหรัฐอเมริกาได้ใช้วิธีแรงดันต่ำอย่างต่อเนื่องเพื่อผลิตโพลิเอทิลีนความหนาแน่นต่ำ เรียกว่าโพลิเอทิลีนความหนาแน่นต่ำเชิงเส้น ซึ่งวิธีเฟสก๊าซของบริษัทยูเนี่ยนคาร์ไบด์เป็นวิธีที่สำคัญที่สุด ประสิทธิภาพของโพลิเอทิลีนความหนาแน่นต่ำเชิงเส้นจะคล้ายกับโพลิเอทิลีนความหนาแน่นต่ำ และมีลักษณะเฉพาะบางอย่างของโพลิเอทิลีนความหนาแน่นสูง นอกจากนี้ การใช้พลังงานในการผลิตยังต่ำ จึงมีการพัฒนาอย่างรวดเร็วอย่างมากและกลายเป็นเรซินสังเคราะห์ชนิดใหม่ที่สะดุดตาที่สุดชนิดหนึ่ง

เทคโนโลยีหลักของวิธีแรงดันต่ำอยู่ในตัวเร่งปฏิกิริยา ระบบ TiCl4-Al(C2H5)3 ที่ Ziegler คิดค้นขึ้นในเยอรมนี เป็นตัวเร่งปฏิกิริยารุ่นแรกสำหรับโพลิโอเลฟินส์ ในปี 1963 บริษัท Belgian Solvay เป็นผู้บุกเบิกตัวเร่งปฏิกิริยารุ่นที่สองที่มีสารประกอบแมกนีเซียมเป็นตัวพา และประสิทธิภาพของตัวเร่งปฏิกิริยามีพอลิเอทิลีนต่อกรัมของไทเทเนียมหลายหมื่นถึงหลายแสนกรัม การใช้ตัวเร่งปฏิกิริยารุ่นที่สองยังสามารถบันทึกกระบวนการหลังการบำบัดเพื่อขจัดสารตกค้างของตัวเร่งปฏิกิริยา ต่อมาได้มีการพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีประสิทธิภาพสูงสำหรับวิธีเฟสก๊าซ ในปี 1975 บริษัท Italian Monte Edison Group Corporation ได้พัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาที่สามารถผลิตโพลิเอทิลีนทรงกลมได้โดยตรงโดยไม่ต้องใช้แกรนูล เรียกว่าตัวเร่งปฏิกิริยารุ่นที่สามซึ่งเป็นการปฏิวัติอีกครั้งในการผลิตโพลิเอทิลีนความหนาแน่นสูง

โพลิเอทิลีนเรซินมีความไวต่อความเครียดจากสิ่งแวดล้อม (ปฏิกิริยาทางเคมีและทางกล) มาก และมีความทนทานต่อการเสื่อมสภาพจากความร้อนน้อยกว่าโพลีเมอร์ในแง่ของโครงสร้างทางเคมีและการแปรรูป โพลิเอทิลีนสามารถผ่านกระบวนการขึ้นรูปด้วยเทอร์โมพลาสติกแบบธรรมดาได้ มีการใช้งานที่หลากหลาย ส่วนใหญ่ใช้ในการผลิตฟิล์ม วัสดุบรรจุภัณฑ์ ภาชนะ ท่อ เส้นใยเดี่ยว สายไฟและสายเคเบิล ของใช้ในชีวิตประจำวัน ฯลฯ และสามารถใช้เป็นวัสดุฉนวนความถี่สูงสำหรับทีวี เรดาร์ ฯลฯ

ด้วยการพัฒนาของอุตสาหกรรมปิโตรเคมี การผลิตโพลีเอทิลีนได้พัฒนาอย่างรวดเร็ว และผลผลิตคิดเป็นประมาณ 1/4 ของผลผลิตพลาสติกทั้งหมด ในปี 1983 กำลังการผลิตโพลีเอทิลีนทั้งหมดของโลกอยู่ที่ 24.65 Mt และกำลังการผลิตของหน่วยที่อยู่ระหว่างการก่อสร้างคือ 3.16 Mt ตามสถิติล่าสุดในปี 2011 กำลังการผลิตทั่วโลกถึง 96 Mt แนวโน้มการพัฒนาของการผลิตโพลีเอทิลีนแสดงให้เห็นว่าการผลิต และการบริโภคค่อยๆ เคลื่อนไปสู่เอเชีย และจีนกำลังกลายเป็นตลาดผู้บริโภคที่สำคัญที่สุดมากขึ้นเรื่อยๆ