Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Полиолефин представляет собой тип полимера , полученного из простого олефина (также называемый алкена с общей формулой C п H 2n ) в качестве мономера . Например, полиэтилен - это полиолефин, полученный полимеризацией олефинового этилена . Полипропилен - еще один распространенный полиолефин, который производится из олефинового пропилена .

Промышленные полиолефины [ править ]

Большинство полиолефинов, производимых в промышленных масштабах, получают путем полимеризации с использованием катализаторов. Существует четыре основных типа полиолефиновых катализаторов [1], а именно: (1) катализаторы на основе хрома; (2) катализаторы Циглера-Натта [2] , (3) металлоценовые одноцентровые катализаторы (SSC); и (4) постметаллоценовые SSC. Все четыре категории важны для полиэтиленов, но последние три категории катализаторов гораздо более актуальны для полипропиленов.

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).

Свойства [ править ]

Свойства полиолефинов варьируются от жидкоподобных до твердых твердых веществ и в первую очередь определяются их молекулярной массой и степенью кристалличности. Степень кристалличности полиолефинов варьируется от 0% (жидкоподобный) до 60% и выше (жесткие пластмассы). Кристалличность в первую очередь определяется длиной кристаллизующихся последовательностей полимера, установленной во время полимеризации . [3] Примеры включают добавление небольшого процента сомономера , как 1-гексно или 1-октно в процессе полимеризации этилена , [4] или случайных нерегулярных вставок ( «стерео» или «регио» дефекты) в процессе полимеризации изотактического пропилена . [5] Способность полимера кристаллизоваться в высокой степени снижается с увеличением содержания дефектов.

Низкая степень кристалличности (0–20%) связана с жидкоподобными свойствами эластомера. Промежуточные степени кристалличности (20–50%) связаны с пластичными термопластами, а степени кристалличности более 50% связаны с жесткими, а иногда и хрупкими пластиками. [6]

Поверхности полиолефина не могут быть эффективно соединены сваркой растворителем, поскольку они обладают превосходной химической стойкостью и не подвержены воздействию обычных растворителей. Их можно склеить после обработки поверхности (они по своей природе имеют очень низкую поверхностную энергию и плохо смачиваются (процесс покрытия и заполнения смолой )), а также с помощью некоторых суперклей ( цианоакрилаты ) и реактивного (мет) акрилата. клеи. [7] Они чрезвычайно инертны химически, но демонстрируют снижение прочности при более низких и более высоких температурах. [8] В результате термическая сварка является распространенной техникой соединения.

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 структуруниже), хотя 1-децен чаще всего используется в качестве базовых компонентов смазочных материалов. [9]

1-гексен, пример альфа-олефина

Многие поли-альфа-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 меньшей площади поверхности контакта между молекулами и уменьшает межмолекулярные взаимодействия между молекулами. [10] Таким образом, многие поли-альфа-олефины не кристаллизуются или затвердевают легко и могут оставаться маслянистыми, вязкими жидкостями даже при более низких температурах . [11] Низкомолекулярный поли-Альфа- олефины используются в качестве синтетических смазочных материалов, таких как синтетические моторные масла для транспортных средств, и могут использоваться в широком диапазоне температур. [9] [11]

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. [8] В метильных ветвях группы на полипропилене полимер не достаточно долго , чтобы сделать типичный коммерческий полипропилен более гибким , чем полиэтилен.

Использует [ редактировать ]

Полиолефины используются для изготовления выдувных или ротационных компонентов, например игрушек [12], для термоусадочных трубок, используемых для механической и электрической защиты соединений в электронике [12], а также для защиты от сыпь или нижнего белья для гидрокостюмов. [ необходима цитата ]

Полиолефиновые листы или пена используются в самых разных упаковках, иногда в прямом контакте с пищевыми продуктами. [13]

Полиолефиновый эластомер POE используется в качестве основного ингредиента в технологии формованной гибкой пены, такой как производство обуви с самокожей (например, обуви Crocs ), подушек сидений, подлокотников, подушек для спа и т.д. как охлаждающая жидкость радара . Голова делает струны для теннисных ракеток полиолефином . Полиолефин также используется в фармацевтической и медицинской промышленности для сертификации HEPA-фильтров: аэрозоль PAO проходит через фильтры, а выходящий воздух измеряется детектором аэрозолей. [14]

Эластолефин - это волокно, используемое в тканях. [15] В компании IKEA 's Better Shelter используются структурные панели из пенополиолефина, в которых говорится: «Они прочные и долговечные». [16] Трубопроводы для транспортировки воды, химикатов или газов обычно производятся из полипропилена и, в гораздо большей степени, из полиэтилена. Системы трубопроводов из полиэтилена высокой плотности (HDPE, PE100, PE80) быстро становятся наиболее широко используемыми системами трубопроводов для питьевой воды, сточных вод и природного газа в мире.

Полиальфаолефин, обычно называемый синтетическим углеводородом, используется в различных типах воздушных компрессоров и турбин, включая поршневые, центробежные и винтовые компрессоры, где могут возникнуть проблемы с высокими давлениями и температурами. Эти базовые жидкости представляют собой наиболее широко используемую разновидность смесей синтетических масел, в основном из-за их способности сохранять рабочие характеристики, несмотря на экстремальные температуры, и их сходства с базовыми жидкостями на основе минеральных масел, но с улучшенными характеристиками. [17]

Полиолефиновые отходы могут быть преобразованы во множество различных продуктов, включая чистые полимеры, нафту, чистое топливо или мономеры. [18]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Справочник по термопластам, второе издание, О. Олабиси и К. Адевале (ред.) CRC Press, Taylor & Francis Group, Бока-Ратон, Флорида, США ISBN  978-1-4665-7722-0 , 2016
  2. ^ Cossee, Р (1964-02-01). «Катализ Циглера-Натта I. Механизм полимеризации α-олефинов с катализаторами Циглера-Натта». Журнал катализа . 3 (1): 80–88. DOI : 10.1016 / 0021-9517 (64) 90095-8 .
  3. ^ Таширо, Stein, Хсу, макромолекулы 25 (1992) 1801-1810
  4. ^ Ализаде и др. др., Macromolecules 32 (1999) 6221-6235
  5. ^ Бонд, Эрик Брайан; Spruiell, Joseph E .; Лин, Дж. С. (1 ноября 1999 г.). «Исследование WAXD / SAXS / DSC поведения при плавлении изотактического полипропилена, катализируемого Циглер-Натта и металлоценом». Журнал науки о полимерах. Часть B: Физика полимеров . 37 (21): 3050–3064. Bibcode : 1999JPoSB..37.3050B . DOI : 10.1002 / (SICI) 1099-0488 (19991101) 37:21 <3050 :: AID-POLB14> 3.0.CO; 2-L .
  6. ^ AJ Kinloch, RJ Янг, трещина Поведение полимеров , Chapman & Hall, 1995. стр. 338-369. ISBN 0 412 54070 3 
  7. ^ « Свойства и применение полиолефиновой связи » « [1] Master Bond Inc.» Проверено 24 июня, 2013 г.
  8. ^ a b Джеймс Линдси Уайт, Дэвид Д. Чой (2005). Полиолефины: переработка, развитие структуры и свойства . Мюнхен: Hanser Verlag. ISBN 1569903697.[ требуется страница ]
  9. ^ a b Р. М. Мортье, М. Ф. Фокс и С. Т. Оршулик, изд. (2010). Химия и технология смазочных материалов (3-е изд.). Нидерланды: Спрингер. ISBN 978-1402086618.[ требуется страница ]
  10. ^ « Свойства алканов, заархивированные 07.01.2013 на Wayback Machine ». Проверено 24 июня, 2013 г.
  11. ^ а б Л. Р. Рудник, Р. Л. Шубкин, изд. (1999). Синтетические смазочные материалы и высокоэффективные функциональные жидкости (2-е изд.). Нью-Йорк: Марсель Деккер. ISBN 0-8247-0194-1.[ требуется страница ]
  12. ^ a b Kucklick, Теодор Р. (2012). Справочник по исследованиям и разработкам в области медицинского оборудования, второе издание . CRC Press. п. 19. ISBN 9781439811894.
  13. ^ Кит Л. Ям, изд. (2010). Энциклопедия упаковочных технологий Wiley . Джон Вили и сыновья. ISBN 9780470541388. Проверено 20 ноября 2016 .
  14. ^ «Испытание фильтров для чистых помещений HEPA / ULPA» . Решения для чистого воздуха . Проверено 15 октября 2012 года .
  15. ^ "Mellior International" . Melliand International Worldwide Textile Journal (11–12 изд.). Издательство IBP Business Press: 4. 2006. ISSN 0947-9163 . 
  16. ^ «Продукт: Лучшее убежище» . BetterShelter.org . Проверено 29 марта 2015 года .
  17. ^ "Синтетические компрессорные масла PAO" . Нефтяная Сервисная Компания .
  18. ^ «Миллионы тонн пластиковых отходов могут быть превращены в чистое топливо, другие продукты: процесс химического преобразования может преобразовать полиолефиновые отходы» . ScienceDaily . Проверено 18 апреля 2019 .

Внешние ссылки [ править ]

  • MSDS (Паспорт безопасности материала)
  • Полимерная структура