Polietilen (sintagma od polimer i etilen = poli+etilen[ 2] ime za bilo koju od djelomično kristaličnih lakih termoplastika (C=CH2 C=CH2 )
koje su otporne na kemikalije i vlagu , imaju dobre izolacijske karakteristike i naročito se koriste za izradu ambalaže i izolacije .[ 2]
Karakteristike
Polietilen (Akronim PE ) je lagana, vrlo prilagodljiva sintetička smola koja se dobija polimerizacijom etilena .[ 3] plastika na svijetu , od koje se prave različiti proizvodi od prozirnih folija za ambalažu , boca za deterdžente do automobilskih rezervara .[ 3]
Termoskupljajuća polietilenska folija Proizvodi napravljeni od polietilena Staklenik od polietilena Također se može usitnjavati u sintetička vlakna ili modificirati sve dok ne postane elastičan kao guma .[ 3]
Jednostavna linearna struktura u izduženim konformacijama omogućuje njegovu laku kristalizaciju , pa se polietilen morfološki sastoji od kristalnih i amorfnih zona, a o njihovom procentu zavise i
mehaničke karakteristike.
Kako makromolekule polietilena nisu potpuno linearne , već imaju i bočne lance koji doprinose njihovoj granatosti oni smanjuju procent kristalnosti , odnosno gustoću polietilena.[ 4]
Polietilen je žilav , nalik na vosak , skoro potpuno transparentan i velikoga modula elastičnosti .
Na sobnoj temperaturi je generalno nepropusan za vodu i većinu kemikalija i nenetopljiv u otapalima .
Sa povećanjem gustoće povećava mu se i modul elastičnosti , otpornost na lomljivost , krutost , tvrdoća i kemijska stabilnost , a smanjuje mu se lomna žilavost i propusnost za plinove .[ 4]
Proizvodi se visokotlačnim procesom (radikalskom polimerizacijom ) na temperaturi oko 200 °C , uz tlak 1500 do 3000 bara i temperaturi do 200 °C , ili niskotlačnim procesom (koordinativnom polimerizacijom), uz tlak do 100 bara i temperaturu od 60 do
180 °C .[ 4]
Visokotlačnom metodom dobiva se polietilen veće granatosti i zato manje kristalnosti i manje gustoće (PE-LD ), a niskotlačnom nastaje polietilen manje granatosti, ali zato veće kristalnosti i veće gustoće (PE-HD ).[ 4]
Polietilen se najviše koristi za izradu folija koje se direktno koriste za ambalažu prehrambenih , farmaceutskih , tekstilnih i drugih proizvoda, od jednostavnih vrećica do folija za vakumiranje . Polietilen služi i za izradu različitih kutija i posuda za domaćinstvo , vreća , velikih industrijskih spremnika, oblaganje enterijera teretnih brodova , vodovodnih i drugih cijevi , za izolaciju električnih kablova , impegraciju
tekstilnih vlakana i papira , kao i polietilenskih vlakana .[ 4]
Etilen (C2 H4 ) je plinoviti ugljikovodik koji se najviše proizvodi krekiranjem etana , koji je pak glavni sastojak prirodnog plina , ili se može proizvesti i destiliranjem iz nafte .[ 3] molekule etilena bazično se sastoje od dvije metilennske jedinice (CH2 ) povezane dvostrukom vezom između ugljikovih atoma - strukturom koja se opisuje formulom ; CH2 = CH2 [ 3]
Pod utjecajem polimerizacijskih katalizatora , dvostruka veza se može prekinuti, a rezultat je jedna dodatna veza koja povezuje atom ugljika sa drugom molekulom etilena .
Molekula etilena ima sljedeću kemijsku strukturu .[ 3] 2 -CH2 +
Ta jednostavna struktura , ponovljena hiljadu puta u jednoj molekuli , ključna je karakteristika polietilena. Dugi lanac molekula , u kojima su
atomi vodika povezani sa ugljikovim glavnim lancem, mogu se proizvesti linearnim ili Bočnim lancima .
Bočne verzije poznate su kao Polietileni niske gustoće (akronim : PE-LD ) ili Linearni polietileni niske gustoće (akronim : PE-LLD ), dok su linearne verzije poznate su kao Polietileni velike gustoće (akronim : PE-HD ) i
Polietileni vrlo visoke molekularne mase (akronim : PE-UHMW ).[ 3]
Osnovni sastav polietilena može se mijenjati dodavanjem drugih elemenata ili kemijskih grupa .[ 3]
Historija
Polietilen niske gustoće prvi je put dobijen 1933 . u britanskoj kompaniji - Imperial Chemical Industries Ltd (akronim : ICI ), tokom eksperimenata o efektu visokog tlaka na polimerizaciju polietilena. Njegova kemijska formula bila je;
n H2 C=CH2 → (–H2 C–CH2 –)n
ICI je taj proces patentirao 1937 ., a sa komercijalnom proizvodnjom započeo je 1939 . Prvi put je korišten za Drugog svjetskog rata kao izolator za radarske kabele .[ 3]
Karlu Ziegler iz Instituta Max Planck za istraživanje ugljena u Mülheim an der Ruhru , je zajedno sa Erhardom Holzkampom - proizveo 1953 . - Polietilen visoke gustoće (PE-HD ), katalizom niskog tlaka sa organometalicima .
Metodu je kasnije poboljšao talijanski kemičar Giulio Natta , tako da je danas taj proces poznat kao Ziegler-Natta .
Oni su za to otkriće 1963 . dobili Nobelovu nagradu za kemiju .[ 3]
Od tada su naučnici koristeći različite katalize i metode polimerizacije, proizveli polietilene različitih karakteristika i struktura .[ 3]
Glavne vrste polietilena
Na bazi molekularne strukture i karakteristika, polietilen se kao konstrukcijski materijal dijeli u nekoliko vrsta, od kojih su najvažnije;
(Akronim PE-LD ) gustoća od 0,910 do 0,925 g /cm ³ , temperatura tališta od 85 do 87 °C [ 4] PE-LD se dobija od plinovitog etilena pod vrlo visokim tlakom (do 350 megapaskala ) i visokim temperaturama (do 350 °C ) uz neki oksidant koji pokreće proces.
Najčešće se koristi za ambalažu , igračke , vreće za hranu i smeće i za izolaciju žica i kablova .[ 3]
(Akronim : PE-LLD ) gustoća od 0,926 do 0,940 g /cm ³[ 4] strukturom sličan PE-LD-u .
Dobija se kopolimerizacijom etilena sa 1-Butenom i manjim količinama; 1-Heksena i 1-Oktena , Ziegler-Nattinom katalizom .[ 3]
(Akronim : PE-HD ) gustoća od 0,941 do 0,960 g /cm ³, talište 127 °C .[ 4]
Proizvodi se pri niskim temperaturama i tlakovima , pomoću Ziegler-Natta katalize ili aktiviranog kromovog oksida (Phillips kataliza ). Zbog manjka bočnih lanaca u svojoj strukturi , njegovi polimerni lanci se lakše međusobno spajaju, što rezultira gustom visoko kristalnim
materijom velike čvrstoće i umjerene krutosti . Sa talištem višim za 20 °C od PE-LD -a, može izdržati višestruko izlaganje temperaturama od 120 °C .[ 3]
Polietilen vrlo visoke molekularne mase
Linearni polietilen može se proizvesti u verzijama sa vrlo visokom molekularnom masom od 3 500 000 do 7 500 000 atomskih jedinica , za razliku od nekih
700 000 atomskih jedinica kod Polietilena visoke gustoće (PE-HD )
Ti se polimeri mogu izliti u vlakna , a zatim izvući ili rastegnuti u visoko kristalno stanje, što rezultira velikom krutošću i vlačnom čvrstoćom nekoliko puta većom od čelika . Od takvih vlakana se tkaju pancirni prsluci .[ 3]
Izvori
↑ Joanne Wixon, Douglas Kell (2000). „Website Review: The Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes — KEGG” . Yeast 17 (1): 48–55. DOI :10.1002/(SICI)1097-0061(200004)17:1<48::AID-YEA2>3.0.CO;2-H . ↑ 2,0 2,1 „Polyethylene” (engleski). Merriam Webster Dictionary. Pristupljeno 02.09. 2021 . ↑ 3,00 3,01 3,02 3,03 3,04 3,05 3,06 3,07 3,08 3,09 3,10 3,11 3,12 3,13 3,14 „Polyethylene, chemical compound” (engleski). Encyclopaedia Britannica. Pristupljeno 03.09. 2021 . ↑ 4,0 4,1 4,2 4,3 4,4 4,5 4,6 4,7 „Polietilen ” (hrvatski). Hrvatska enciklopedija LZMK. Pristupljeno 03.09. 2021 .
Vanjske veze
