Полімери. Поліетилен.

П олімери – ц е с воєрідні х імічні с полуки з в исокою молекулярною м асою ( від д екількох т исяч д о багатьох м ільйонів ), м олекули я ких ( макромолекули ) с кладаються з в еликого ч исла повторюваних у груповань ( мономерних л анок ).

Реакція відбувається за рахунок підвищення тиску та температури і наявності каталізатора.

Шафа / піч для полімеризації.

Етилен – вихідна низькомолекулярна речовина у реакції полімеризації (мономер), і утворенні поліетилену.

Якщо етилен нагріти до °С і піддати високому тиску, його молекули почнуть сполучатися одна з одною у великі молекули. Сполучення молекул відбувається за рахунок розриву в кожній з них подвійних зв'язків з утворенням одинарних й вивільненням двох одиниць валентності. Будову молекул полімеру зображають звичайно скорочено структурою однієї елементарної ланки. Скорочена структурна формула поліетилену: [ CH2CH2 ]n

Поліетилен [–CH2–CH2–]n існує в двох модифікаціях, що відрізняються за структурою, а виходить, і по властивостях. Обидві модифікації виходять з етилену CH2=CH2. В одній з форм мономери зв'язані в лінійні ланцюги ; В іншій – розгалуження з 4–6 вуглецевих атомів приєднані до основного ланцюга випадковим способом.

Лінійні поліетилени виробляються з використанням особливих каталізаторів, полімеризація протікає при помірних температурах (до 150 С) і тисках (до 20 атм).

Лінійні поліетилени утворюють область кристалічності, що сильно впливають на фізичні властивості зразків. Цей тип поліетилену звичайно називають поліетиленом високої щільності; він являє собою дуже твердий, міцний і твердий термопласт, широко застосовуваний для литьєвого і видувного формування ємкостей, використовуваних у домашнім господарстві і промисловості.

Розгалужені поліетилени спочатку одержували нагріванням етилена до температур порядку 200*С при дуже високих тисках (понад 1500 атм). Розгалуження зменшують здатність поліетилена до кристалізації. Розроблено методи одержання поліетилена низкою щільності при низькому тиску і помірних температурах сополімеризацією етилена з іншим олефином, наприклад бутиленом CH2=CH–CH2–CH3.

Цей поліетилен звичайно називають поліетиленом низької щільності. Поліетилен низької щільності являє собою міцний, дуже гнучкий і злегка пружний термопласт, трохи більш м'який, легше формується і що видавлюється, чим поліетилен високої щільності. Поліетилен низької щільності знаходить широке застосування у виробництві покрить, пакувальних матеріалів і виробів, виготовлених методом литьєвого формування.

Загалом, поліетиле́н твердий, безколірний, жирний на дотик матеріал. Він легший за воду, горить повільно синюватим полум'ям без кіптяви.

Стійкий до дії води, не реагує з лугами будь-якої концентрації, з розчинами нейтральних, кислих і основних солей, органічними і неорганічними кислотами, навіть концентрованою сірчаною кислотою, але розкладається при дії 50%-ої азотної кислоти при кімнатній температурі і під впливом рідкого чи газоподібного хлору і фтору.

При кімнатній температурі не розчиняється і не набухає в жодному з відомих розчинників. При підвищеній температурі (80° C) розчинний в циклогексані і чотирихлористому вуглеці. Під високим тиском може бути розчинений в перегрітій до 180° C воді.

З часом, розкладається з утворенням поперечних міжланцюгових зв'язків, що призводить до підвищення крихкості на тлі невеликого збільшення міцності. Нестабілізований поліетилен на повітрі піддається термоокислювальній деструкції (термостарінню).

Завдяки високій хімічній стійкості поліетилен широко застосовується в хімічній промисловості для виробництва пластикових труб, частин різних апаратів, внутрішньої футеровки місткостей для зберігання кислот тощо.

Поліетилен застосовується також в електротехнічній, електрокабельній і радіотехнічній промисловості як добрий ізолятор електропроводів.

На основі поліетилену отримують дуже важливий сучасний матеріал – пластмасу. Для цього до поліетилену додають пластифікатори, стабілізатори, антиоксиданти, пігменти, антистатики та наповнювачі.

Пластмаса в первинному вигляді.

Лиття виробів з пластмаси.

Поліетилен один з найбільш корисних і важливих пластичних матеріалів. Деталі електронних пристроїв, покриття картонних молочних пакетів, пакувальні плівки й іграшки от далеко не повний перелік того, що роблять з поліетилену.