Полиолефин - Polyolefin
Полиолефин представляет собой тип полимера с общей формулой (CH 2 CHR) н . Они получены из нескольких простых олефинов ( алкенов ). В коммерческом отношении преобладают полиэтилен и полипропилен . Более специализированные полиолефины включают полибутен , полиизобутилен и полиметилпентен . Известно множество сополимеров. Все они представляют собой бесцветные или белые масла или твердые вещества. Название полиолефин указывает на доминирующий олефин, из которого они получены, то есть этилен , пропилен , бутен , изобутен и 4-метил-1-пентен . Однако полиолефины не являются олефинами. Полиолефины лежат в основе многих химических производств.
Промышленные полиолефины
Большинство полиолефинов получают обработкой мономера металлсодержащими катализаторами. Реакция сильно экзотермична.
Традиционно используются катализаторы Циглера-Натта . Названная в честь нобелистов Карла Ziegler и Натта , эти катализаторы получают путем обработки хлоридов титана с алюминийорганическими соединениями , такими , как триэтилалюминий . В некоторых случаях катализатор нерастворим и используется в виде суспензии. В случае полиэтилена часто используются хромсодержащие катализаторы Филлипса . Катализаторы Камински - это еще одно семейство катализаторов, которые можно систематически изменять для изменения тактичности полимера, особенно применительно к полипропилену .
- Термопластичные полиолефины
- полиэтилен низкой плотности (LDPE), линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE), полиэтилен очень низкой плотности (VLDPE), полиэтилен сверхнизкой плотности (ULDPE), полиэтилен средней плотности (MDPE), полипропилен (PP), полиметилпентен (ПМП), полибутен-1 (ПБ-1); сополимеры этилена и октена, стереоблок ПП, блок-сополимеры олефина, сополимеры пропилена и бутана;
- Полиолефиновые эластомеры (ПОЭ)
- полиизобутилен (PIB), поли (a-олефины), этиленпропиленовый каучук (EPR), этиленпропилендиеновый мономер (M-класс), каучук (каучук EPDM).
Характеристики
Свойства полиолефинов варьируются от жидкоподобных до твердых твердых веществ и в первую очередь определяются их молекулярной массой и степенью кристалличности. Степень кристалличности полиолефинов колеблется от 0% (жидкоподобный) до 60% или выше (жесткие пластмассы). Кристалличность в первую очередь определяется длиной кристаллизующихся последовательностей полимера, установленной во время полимеризации . Примеры включают добавление небольшого процента сомономера, такого как 1-гексен или 1-октен, во время полимеризации этилена или случайные нерегулярные вставки («стерео» или «регио» дефекты) во время полимеризации изотактического пропилена . Способность полимера кристаллизоваться в высокой степени снижается с увеличением содержания дефектов.
Низкая степень кристалличности (0–20%) связана с жидкоподобными эластомерными свойствами. Промежуточные степени кристалличности (20–50%) связаны с пластичными термопластами, а степени кристалличности более 50% связаны с жесткими, а иногда и хрупкими пластиками.
Поверхности из полиолефинов не могут быть эффективно соединены сваркой растворителем, поскольку они обладают отличной химической стойкостью и не подвержены влиянию обычных растворителей. Они могут быть склеены после обработки поверхности (они по своей природе имеют очень низкую поверхностную энергию и плохо смачиваются (процесс покрытия и заполнения смолой )), а также некоторыми суперклеями ( цианоакрилаты ) и реактивным (мет) акрилатом. клеи. Они чрезвычайно инертны химически, но проявляют пониженную прочность при более низких и более высоких температурах. Вследствие этого термическая сварка является распространенной техникой склеивания.
Практически все полиолефины , которые имеют какое - либо практическое или коммерческое значение имеют поли альфа - олефин (или поли-α-олефин или полиальфаолефинов, иногда сокращенно PAO ), полимером путем полимеризации альфа - олефина . Альфа - олефин (или альфа-олефина) , представляет собой алкен , где углерод-углеродные двойные связи начинается на атоме α-углерода, т.е. двойная связь между # 1 и # 2 атомов углерода в молекуле . Альфа-олефины, такие как 1-гексен, могут быть использованы в качестве сомономеров для получения алкил- разветвленного полимера (см. Химическую структуру ниже), хотя 1-децен чаще всего используется для базовых компонентов смазочных материалов.
Многие полиальфа-олефины имеют гибкие алкильные разветвленные группы на каждом другом атоме углерода основной цепи полимера. Эти алкильные группы, которые могут формировать себя в многочисленных конформаций , делают его очень трудно полимерные молекулы , чтобы выровнять себя бок о бок в упорядоченным образом. Это приводит к уменьшению площади контактной поверхности между молекулами и уменьшает межмолекулярные взаимодействия между молекулами. Следовательно, многие поли-альфа-олефины нелегко кристаллизуются или затвердевают и могут оставаться маслянистыми вязкими жидкостями даже при более низких температурах . Поли- альфа- олефины с низкой молекулярной массой полезны в качестве синтетических смазочных материалов, таких как синтетические моторные масла для транспортных средств, и могут использоваться в широком диапазоне температур.
Даже полиэтилены, сополимеризованные с небольшим количеством альфа-олефинов (таких как 1-гексен , 1-октен и более), более гибкие, чем простой полиэтилен высокой плотности с прямой цепью, который не имеет разветвлений. В метиле ветвь группы на полипропиленовый полимере не достаточно долго , чтобы сделать типичный коммерческий полипропилен более гибким , чем полиэтилен.
Использует
Сосредоточившись на полиэтилене, основными применениями HDPE являются пленка (упаковка товаров), выдувное формование (например, контейнеры для жидкости, например, бутылки с отбеливателем), литье под давлением (например, игрушки, завинчивающиеся крышки), нанесение покрытий методом экструзии (например, нанесение покрытия на молоко. картонные коробки), трубопроводы для разводки воды и газа, изоляция для телефонных кабелей. Изоляция проводов и кабелей. LLPE в основном (70%) используется для производства пленки.
Основные области применения полипропилена - это литье под давлением, волокна и пленка.
По сравнению с полиэтиленом полипропилен более жесткий, но менее подвержен разрушению. Он менее плотный, но обладает большей химической стойкостью.