Giới thiệu tóm tắt về nhựa Polyethylene
Giới thiệu tóm tắt về nhựa Polyethylene
Polyetylen (PE) là một nhựa nhiệt dẻo nhựa thu được bằng cách trùng hợp etilen. Trong công nghiệp, đồng trùng hợp etylen với một lượng nhỏ alpha-olefin cũng được đưa vào. Nhựa polyetylen không mùi, không độc, cảm giác giống như sáp, có khả năng chịu nhiệt độ thấp tuyệt vời (nhiệt độ hoạt động tối thiểu có thể đạt -100 ~ -70 ° C), ổn định hóa học tốt và có thể chống lại hầu hết sự ăn mòn của axit và kiềm (không chống lại quá trình oxy hóa axit bản chất). Nó không hòa tan trong các dung môi thông thường ở nhiệt độ phòng, có độ hút nước thấp và cách điện tuyệt vời.
Polyethylene được tổng hợp bởi Công ty ICI của Anh vào năm 1922, và vào năm 1933, Công ty Công nghiệp Hóa chất Bonemen của Anh đã phát hiện ra rằng ethylene có thể được trùng hợp để tạo thành polyethylene dưới áp suất cao. Phương pháp này được công nghiệp hóa vào năm 1939 và thường được gọi là phương pháp áp suất cao. Năm 1953, K. Ziegler của Liên bangral Cộng hòa Đức nhận thấy rằng với TiCl4-Al (C2H5) 3 làm chất xúc tác, etylen cũng có thể được trùng hợp dưới áp suất thấp hơn. Phương pháp này được đưa vào sản xuất công nghiệp vào năm 1955 bởi Công ty Hearst thuộc Liên bangral Cộng hòa Đức, và thường được gọi là polyetylen áp suất thấp. Vào đầu những năm 1950, Công ty Dầu khí Philips của Hoa Kỳ đã phát hiện ra rằng sử dụng crom oxit-silica alumina làm chất xúc tác, ethylene có thể được trùng hợp để tạo thành polyethylene mật độ cao dưới áp suất trung bình, và sản xuất công nghiệp đã được thực hiện vào năm 1957. Trong những năm 1960 , Công ty DuPont của Canada bắt đầu chế tạo polyetylen mật độ thấp với etylen và α-olefin bằng phương pháp dung dịch. Năm 1977, Công ty Union Carbide và Công ty Hóa chất Dow của Hoa Kỳ đã liên tiếp sử dụng phương pháp áp suất thấp để tạo ra polyetylen mật độ thấp, được gọi là polyetylen mật độ thấp tuyến tính, trong đó phương pháp pha khí của Công ty Union Carbide là quan trọng nhất. Hiệu suất của polyethylene mật độ thấp tuyến tính tương tự như polyethylene mật độ thấp và nó có một số đặc điểm của polyethylene mật độ cao. Ngoài ra, mức tiêu thụ năng lượng trong sản xuất thấp, vì vậy nó đã phát triển cực kỳ nhanh chóng và trở thành một trong những loại nhựa tổng hợp mới bắt mắt nhất.
Công nghệ cốt lõi của phương pháp áp suất thấp nằm ở chất xúc tác. Hệ thống TiCl4-Al (C2H5) 3 do Ziegler ở Đức phát minh ra là chất xúc tác thế hệ đầu tiên cho polyolefin. Năm 1963, Công ty Solvay của Bỉ đi tiên phong trong chất xúc tác thế hệ thứ hai với hợp chất magiê làm chất mang, và hiệu suất xúc tác đạt hàng chục nghìn đến hàng trăm nghìn gam polyetylen trên mỗi gam titan. Việc sử dụng chất xúc tác thế hệ thứ hai cũng có thể tiết kiệm quy trình sau xử lý để loại bỏ dư lượng chất xúc tác. Sau đó, các chất xúc tác hiệu suất cao cho phương pháp pha khí đã được phát triển. Năm 1975, Tập đoàn Monte Edison Group của Ý đã phát triển một chất xúc tác có thể trực tiếp sản xuất polyethylene hình cầu mà không cần tạo hạt. Nó được gọi là chất xúc tác thế hệ thứ ba, là một cuộc cách mạng khác trong sản xuất polyethylene mật độ cao.
Nhựa polyetylen rất nhạy cảm với ứng suất môi trường (tác động hóa học và cơ học) và khả năng chống lão hóa nhiệt kém hơn polyme về cấu trúc hóa học và quá trình xử lý. Polyethylene có thể được xử lý bằng các phương pháp đúc nhựa nhiệt dẻo thông thường. Nó có nhiều mục đích sử dụng, chủ yếu được sử dụng để sản xuất phim, vật liệu đóng gói, thùng chứa, đường ống, sợi đơn, dây và cáp, nhu yếu phẩm hàng ngày, v.v. và có thể được sử dụng làm vật liệu cách điện tần số cao cho TV, radar, v.v.
Với sự phát triển của công nghiệp hóa dầu, sản xuất polyetylen phát triển nhanh chóng, sản lượng chiếm khoảng 1/4 tổng sản lượng nhựa. Năm 1983, tổng công suất sản xuất polyethylene trên thế giới là 24.65 triệu tấn, và công suất của các đơn vị đang xây dựng là 3.16 triệu tấn. Theo thống kê mới nhất năm 2011, năng lực sản xuất toàn cầu đạt 96 triệu tấn. Xu hướng phát triển của sản xuất polyethylene cho thấy rằng sản xuất và tiêu dùng đang dần chuyển sang châu Á, và Trung Quốc ngày càng trở thành thị trường tiêu thụ quan trọng nhất.