Polyethylen: Was Ist Das Und Woraus Besteht Es? Anwendung Und Produkte, Physikalische Eigenschaften Und Herstellung, Herstellung Von Extrudierten Und Anderen Materialien

2024 Autor: Beatrice Philips | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-16 05:31

Heute ist die chemische Industrie eine der am schnellsten wachsenden. Die Forscher arbeiten an der Entwicklung neuester wissenschaftlicher Entwicklungen, insbesondere an der Schaffung einer Vielzahl innovativer Materialien. Einer der beliebtesten unter ihnen ist Polyethylen. Berücksichtigen Sie die Merkmale, einzigartigen Eigenschaften und Merkmale von Polyethylen sowie seinen Anwendungsbereich.

Was ist das?

Zunächst sollten Sie herausfinden, was Polyethylen ist. Eigentlich, dieses Material ist ein thermoplastisches Ethylenpolymer . Es kann als Polyolefin kategorisiert werden. Die Definition von Polyethylen beinhaltet die Bezeichnung, dass ein bestimmtes Material aus chemischer Sicht eine organische Verbindung ist und seine Moleküle eine signifikante Länge haben.

Wenn wir über die äußeren Eigenschaften des Materials sprechen, wird es meistens in Form von dünnen Blättern präsentiert, die farblos oder weiß sein können . Polyethylen ist ziemlich hart im Griff. Es ist als Rohstoff weit verbreitet und wird für die unterschiedlichsten Zwecke verwendet.

Die Wissenschaftler, die Polyethylen erfunden haben, bestehen nicht darauf, dass das Material ideal ist. Wie jede andere chemische Verbindung hat es eine Reihe einzigartiger Eigenschaften, die sowohl positiv als auch negativ sind.

Betrachten wir sie genauer.

Zu den Vorteilen von Polyethylen gehören die folgenden Eigenschaften:

• eine hohe Festigkeit (in diesem Zusammenhang meinen wir die Tatsache, dass das Material mechanischen Beschädigungen und anderen negativen Umwelteinflüssen standhält);
• Elastizität;
• Wasserdichtheit;
• Benutzerfreundlichkeit;
• geringe Wärmeleitfähigkeit;
• Sicherheit für den Menschen (Polyethylen emittiert keine Stoffe, die die menschliche Gesundheit schädigen könnten);
• bezahlbarer Preis;
• große Auswahl;
• abwechslungsreiche Designs und vieles mehr.

Aber auch trotz so vieler positiver Eigenschaften ist es notwendig, sich an die bestehenden Mängel zu erinnern:

• Zerstörung unter dem Einfluss von direkter Sonneneinstrahlung;
• relative Zerbrechlichkeit;
• Umweltverschmutzung, die ein wesentliches negatives Merkmal des Materials ist.

Wie und woraus werden sie hergestellt?

Das Verfahren zur Gewinnung und das Verfahren zur Herstellung von Polyethylen ist für Forscher von besonderem Interesse. Die diskutierte chemische Verbindung wird also aus Ethylen gewonnen. Der Rohstoff wird einem obligatorischen Polymerisationsprozess unterzogen.

Polyethylen besteht zunächst aus Granulaten, deren Größe 2 bis 5 Millimeter beträgt. Die endgültige Zusammensetzung erhält das Compound durch Wärmebehandlungsprozesse, die mit speziell entwickelten Geräten durchgeführt werden.

Gleichzeitig unterscheiden Experten auf dem Gebiet der Chemie heute mehrere Arten von Polyethylen, von denen jede nach einer individuellen Technologie hergestellt wird.

Eigenschaften

Um sich mit dem Material näher vertraut zu machen, sollten Sie seine Besonderheiten (einschließlich physikalischer und chemischer) analysieren. Schließlich hat Polyethylen besondere Eigenschaften, die es von allen anderen Verbindungen unterscheiden.

Zu den Hauptmerkmalen des Materials gehören also:

• in der Regel ist Polyethylen transparent (dies gilt nur für eine reine chemische Verbindung ohne Verunreinigungen), während des Färbeprozesses kann das Material andere Farbtöne annehmen (schwarz, weiß, rot und viele andere);
• das Material hat eine solide Struktur;
• der Kristallisationsprozess des Materials wird bei einer Temperatur von -60 bis -369 Grad Celsius durchgeführt;
• Mangel an Geruch;
• kleine Masseindikatoren;
• die Dichte des Materials ist instabil, es hängt davon ab, wie das Polyethylen gewonnen wurde;
• chemische Verbindungen haben die Eigenschaften eines Stoßdämpfers;
• geringe Haftung;
• niedriger Reibungskoeffizient;
• Wasserdichtheit;
• Polyethylen erweicht bei Temperaturen von +80 bis +120 Grad Celsius;
• Beständigkeit gegen niedrige Temperaturen;
• Flexibilität;
• dielektrische Eigenschaften;
• Dampf und Imprägnierung;
• biologische Trägheit;
• Wärmeleitfähigkeit;
• Polyethylen emittiert bei der Zersetzung keine für den Menschen schädlichen Stoffe;
• Beständigkeit gegen aggressive chemische Verbindungen.

Die Eigenschaften von Polyethylen bestimmen größtenteils die Einsatzgebiete.

Übersicht über Dichteansichten

Heute gibt es viele Arten von Polyethylen. Auf dem Markt finden Sie also extrudiertes Material mit niedrigem Molekulargewicht, Blasen-, Rollen-, hochfestes und hochmoduliges Material. Dementsprechend müssen Sie bei der Auswahl von Polyethylen genau auf die Kennzeichnung achten.

Zur Bequemlichkeit des Benutzers haben die Hersteller eine Einteilung der Verbindung in mehrere Kategorien vorgenommen . Betrachten Sie die charakteristischen Eigenschaften und Merkmale jedes einzelnen von ihnen.

Hoch

Für die Herstellung von Polyethylen hoher Dichte sind eine Reihe von Voraussetzungen erforderlich. Insbesondere sollte die Lufttemperatur im Bereich von 200 bis 260 Grad Celsius liegen, der Druck sollte 300 MPa nicht überschreiten . Außerdem ist die Anwesenheit eines Katalysators erforderlich, dessen Funktion von Sauerstoff oder organischem Peroxid übernommen werden kann. Das Herstellungsverfahren selbst erfolgt in einem Autoklaven oder Rohrreaktor.

Hinsichtlich der direkten Materialeigenschaften ist Polyethylen hoher Dichte leicht und elastisch. Es hat ausgeprägte dielektrische Eigenschaften. Die Besonderheit des Materials besteht darin, dass solches Polyethylen relativ leicht recycelt werden kann.

Niedrig

Die Bedingungen, die zur Herstellung von Polyethylen niedriger Dichte erforderlich sind, sollten wie folgt sein:

• Temperaturindikatoren - 120-150 Grad Celsius;
• Druckniveau - 0, 1-2 MPa;
• die Anwesenheit eines Katalysators, beispielsweise Ziegler-Natta-Katalysatoren.

Durch den Polymerisationsprozess entsteht ein Material, das eine Abkühlung auf -80 Grad Celsius ermöglicht.

Darüber hinaus ist Polyethylen niedriger Dichte sehr leicht und elastisch und seine Oberfläche weist einen charakteristischen Glanz auf.

Mitte

Polyethylen mittlerer Dichte wird bei einer Temperatur von 100-120 Grad Celsius hergestellt. In diesem Fall sollte der Druck 3-4 MPa betragen, und es wird empfohlen, eine Mischung aus TiCl4 und AlR3 als Reaktionskatalysator zu verwenden . Es ist zu beachten, dass sich die endgültige Verbindung in Flocken bildet.

So unterscheiden sich die bestehenden Polyethylensorten sowohl in ihren Eigenschaften und Eigenschaften als auch in den Herstellungsmethoden.

Beliebte Hersteller

Aufgrund der Tatsache, dass Polyethylen ein weit verbreitetes, bei Verbrauchern beliebtes und nachgefragtes Material ist, sind viele Marken an seiner Herstellung beteiligt. Betrachten wir die wichtigsten.

Kazanorgsintez

Auf dem Territorium der Russischen Föderation ist dieses Unternehmen einer der größten Hersteller von Polyethylen (und das Sortiment umfasst Materialien mit niedriger und hoher Dichte). Trotz der Tatsache, dass diese Marke 1950 auf den Markt kam, erschien die erste Charge des Produkts erst 13 Jahre später . Es ist auch wichtig zu beachten, dass das Sortiment der Marke nicht nur Polyethylen, sondern auch eine Reihe anderer chemischer Verbindungen umfasst. Wie der Name schon sagt, befindet sich das Unternehmen in Kasan.

Nischnekamskneftekhim

Die Produktionsanlagen des Werks sowie die Produkte selbst von Nizhnekamskneftekhim erfüllen alle modernen technologischen Anforderungen. Die Mitarbeiter des Unternehmens konzentrieren sich auf die Einführung innovativer Technologien und wissenschaftlicher Entwicklungen . Gleichzeitig werden hier nur hochwertige Rohstoffe verwendet. Was die charakteristischen Eigenschaften von Polyethylen dieses Unternehmens betrifft, sind solche Eigenschaften wie eine hohe Haftung, eine glatte und transparente Oberfläche, die Einhaltung internationaler Standards und viele andere positive Eigenschaften zu erwähnen.

Stavrolen

Dieses Unternehmen ist in der Herstellung einer Vielzahl von petrochemischen Produkten tätig. Stavrolen produzierte erstmals Polyethylen in Pulverform. Die Produkte des Unternehmens entsprechen dem Weltniveau und werden von einem breiten Verbraucherkreis nachgefragt . Mitarbeiter des Unternehmens verwenden die Methode der Polymerisation im gasförmigen Zustand, um ein chemisches Material zu erhalten.

Tomskneftekhim

Die Firma Tomskneftekhim stellt Polyethylen mit Hilfe der Polymerisationstechnologie her, die sich durch einen hohen Druck im Reaktor auszeichnet. Es sollte angemerkt werden, dass Die von dieser Marke hergestellten Produkte sind nicht nur auf dem inländischen Markt beliebt, sondern werden auch ins Ausland exportiert . Um eine Rohstoffbasis zu schaffen, die der Ausgangspunkt für die Produktion von Polyethylen ist, beschäftigt sich Tomskneftekhim mit der Verarbeitung von Kohlenwasserstoffen (nämlich Flüssiggasen und Benzin).

Angarsk Polymerwerk

Das Werk beschäftigt sich mit der Herstellung von Polyethylen hoher Dichte des Typs 10803-020 V / C. Was das Produktionsvolumen angeht, produziert das Unternehmen in 1 Jahr etwa 300 Tonnen Material. Polyethylen dieser Marke ist von hoher Qualität und verfügt über die entsprechenden Zertifikate . Die chemischen Verbindungen dieses Unternehmens sind in 3 Kategorien unterteilt: Superior, First und Second Grade. In Bezug auf die Dichte liegt dieses Material auf dem Niveau von 0,90 g / cm3. Die Bruchdehnung beträgt 550%. Polyethylen "Angarsk Polymer Plant" wird für die Herstellung von technischen Produkten, Spielzeug, Verpackungen, landwirtschaftlichen Gütern und anderen verwendet.

Ufaorgsintez (Bashneft)

Dieses Unternehmen ist eine der ältesten Produktionsstätten für Polyethylen auf dem Territorium unseres Staates. Die Herstellung einer Polyethylen-Chemieverbindung im Rahmen von Ufaorgsintez (Bashneft) geht auf das Jahr 1967 zurück. Das Unternehmen produziert verschiedene Arten von Materialien, die den Anforderungen des Marktes entsprechen . Polyethylen dieser Marke wird zur Herstellung von technischen Gütern, Verpackungen für Lebensmittel und Medikamente, Kinderspielzeug und anderen Produkten verwendet.

Polymir

Dieses Unternehmen hat seinen Sitz in Weißrussland. Die Produkte des Unternehmens sind jedoch weit über die Landesgrenzen hinaus verbreitet und beliebt. Polyethylen von "Polimir" behält seine Wettbewerbsfähigkeit durch die hohe technologische Effektivität des Produktionsprozesses, eine breite Produktpalette und hochwertige Rohstoffe . In Bezug auf die Materialvielfalt ist zu erwähnen, dass das Unternehmen Material der Qualitäten 10204-003, 10803020, 15803-020 und viele andere herstellt. Darüber hinaus wird jede dieser Marken für die Herstellung verschiedener Produktkategorien verwendet (z. B. Rohre, Folien, Papier, Farbstoffe).

Gazprom neftekhim Salavat

Die Polyethylenproduktion wird in mehreren Werkstätten des Werks durchgeführt. Gleichzeitig werden Materialien mit niedriger und hoher Dichte verkauft. Der Standort der Fabrik ist Salavat, Republik Baschkortostan. Als Ausgangsstoffe werden Ethylen, Buten, Wasserstoff und Hexan verwendet.

Auf diese Weise, Auf dem Territorium der Russischen Föderation gibt es eine Vielzahl von Fabriken und Fabriken, die sich professionell mit der Herstellung von Polyethylen beschäftigen . Diese Tatsache beweist, dass das Material in vielen Bereichen menschlichen Handelns weit verbreitet, beliebt und unverzichtbar ist. Gleichzeitig ist das heimische Material von hoher Qualität.

Anwendung

Wie bereits erwähnt, ist Polyethylen eines der am weitesten verbreiteten und nachgefragten Materialien bzw. wird in einer Vielzahl von Bereichen und zur Herstellung verschiedener Produkte verwendet.

Anwendung von Polyethylen:

Herstellung dichter Lebensmittel- und technischer Folien in Rollen

Herstellung von Behältern und Verpackungsprodukten (zum Beispiel Plastiktüten)

Herstellung von Abwasserrohren sowie Rohren für die Wasserversorgung

Herstellung einer Folie zur Isolierung (zum Beispiel elektrische Isolierung)

Herstellung von Heißkleber

Herstellung von Wärmeisolatoren

Dies ist natürlich keine vollständige Liste.

Es ist jedoch zu berücksichtigen, dass die weit verbreitete Verwendung von Polyethylen den ökologischen Zustand der Umwelt beeinträchtigen kann.

Die Sache ist, dass dieses Material zersetzt sich über einen ziemlich langen Zeitraum (in einigen Fällen zersetzt sich das Material überhaupt nicht) . Dies kann zu einer Verschmutzung der Atmosphäre, der Ozeane und des Planeten insgesamt sowie zu anderen negativen Folgen führen (z. B. sterben viele Tiere durch den Verzehr von Polyethylen).

Entsorgung

Polyethylen kann entweder primär oder sekundär sein. Das bedeutet, dass das ursprünglich hergestellte Polyethylenprodukt, nachdem es unbrauchbar geworden ist, recycelt und wiederverwendet werden kann. Zur Verarbeitung von Polyethylen-Compounds werden Techniken wie Extrusion, Blasformen, Spritzgießen und pneumatisches Formen verwendet.

Bei der direkten Entsorgung handelt es sich meistens um die Verbrennungsmethode . Sobald das Polyethylen jedoch erhitzt wird (zB bei direkter Sonneneinstrahlung), setzt es flüchtige Produkte frei. Dementsprechend findet der Prozess der Bildung von niedrigsiedenden Verbindungen statt.

Somit ist der Prozess der Verbrennung von Polyethylen aufgrund seiner Eigenschaften und Merkmale ein komplexer chemischer Prozess.

Zersetzungsfunktionen

Wie bereits erwähnt, ist Polyethylen ein Material, das sich sehr lange zersetzt, es wird viele Jahre dauern, bis dieser Prozess abgeschlossen ist. Gleichzeitig werden heute Methoden zum biologischen Abbau dieser chemischen Verbindung immer beliebter.

So, zur Durchführung von biologischen Abbauprozessen werden spezielle Schimmelpilze Penicillium simplicissimum verwendet . Mit ihrer Hilfe kann Polyethylen innerhalb von 90 Tagen teilweise recycelt werden. Damit dieser Prozess jedoch möglichst effektiv ist, muss das Material zunächst mit Salpetersäure behandelt werden. Zusätzlich zu den oben genannten Bakterienarten wird auch der Einsatz der Mikroorganismen Nocardia asteroides empfohlen. Es ist zu beachten, dass die Zersetzung von Polyethylen (auch bei Verwendung bestimmter Bakterien) mehrere Jahre dauern kann (mindestens 8).

Polyethylen ist ein beliebtes und nachgefragtes Material, das für verschiedene Zwecke verwendet wird. In seinen physikalischen und chemischen Eigenschaften unterscheidet es sich von vielen anderen Materialien, wodurch es weit verbreitet ist. Darüber hinaus gibt es mehrere Sorten, von denen jede ihre eigenen einzigartigen Eigenschaften hat.