شیمی مروری بر پلی اتیلن

  • نویسنده موضوع MAHDIS
  • تاریخ شروع
  • پاسخ‌ها 5
  • بازدیدها 199
  • Tagged users هیچ

ساعت تک رمان

MAHDIS

نویسنده انجمن + مدیر ارشد بازنشسته
نویسنده انجمن
مقام‌دار بازنشسته
تاریخ ثبت‌نام
2020-07-26
نوشته‌ها
7,768
لایک‌ها
16,278
امتیازها
163
سن
24
محل سکونت
Mystic Falls
کیف پول من
674
Points
0
پلی اتیلن یكی از ساده ترین و ارزان ترین پلیمرها و پر مصرف ترین ماده پلاستیكی در جهان است. این ماده از پلیمریزاسیون اتیلن به دست می آید و به طور خلاصه به صورت PE نشان داده می شود. نام آیوپاك مونومر آن، برخلاف آنچه كه در گذشته اتیلن ذكر شده، اتن می باشد. بنابراین نام آیوپاك این پلیمر، پلی اتن خواهد بود. البته این نام هرگز توسط شیمیدان ها به كار نمی رود و این پلیمر به نام متداول خود یعنی پلی اتیلن نامیده می شود.

مولكول اتیلن دارای یك پیوند دوگانه C=C است. در فرآیند پلیمریزاسیون، پیوند دوگانه هر یك از مونومرها شكسته شده و به جای آن یك پیوند ساده بین اتم های كربن ایجاد و درشت مولكول n حاصل می شود.

پلی اتیلن معمولاً تحت نام های تجاری آلاتون ، هستالن ، مارلكس ، پتروتن ، ترولن ، هیپالن ، لوپولن و آلكاتن به بازارهای دنیا عرضه می شود.

تاریخچه تولید پلی اتیلن
پلی اتیلن اولین بار به طور اتفاقی توسط شیمیدان آلمانی هنس وان پكما سنتز شد. او در سال ۱۸۹۸، هنگام حرارت دادن دی آزومتان، تركیب مومی شكل و سفیدی را سنتز كرد كه بعدها پلی اتیلن نام گرفت.

اولین روش سنتز صنعتی، توسط اریك فاوست و رینولدگیبسون انجام شد. این دو دانشمند با حرارت دادن مخلوط اتیلن و بنزالدهید در فشار بالا، ماده ای موم مانند به دست آوردند. علت این واكنش، وجود ناخالصی های اكسیژن دار در دستگاه های مورد استفاده بود كه به عنوان ماده آغازگر پلیمریزاسیون عمل كرده بود. در سال ۱۹۳۵، مایكل پرین این روش را توسعه داد و تحت فشار بالا، پلی اتیلن را سنتز كرد كه برای تولید صنعتی پلی اتیلن، به عنوان روش اساسی در سال ۱۹۳۹ اتخاذ شد. از آن زمان به بعد با از میان برداشتن موانع، پیشرفت های زیادی در زمینه سیستم های پلیمری و ساخت پلیمر صورت گرفت و همه این ها منجر به این شد كه تولید پلیمرها، امروزه به صورت صنعت عظیمی درآمده است.

روش های تولید پلی اتیلن
چهار روش اصلی برای تولید صنعتی پلی اتیلن وجود دارد و در هر مورد، محصولاتی با خواص متفاوت حاصل می شود.

فرآیند فشار بالا
در فرآیند فشار بالا، از فشارهای atm ۳۰۰۰-۱۰۰۰ و دماهای استفاده می شود. یكی از مكانیسم ها برای انجام این كار، پلیمریزاسیون به صورت رادیكالی است كه برای شروع واكنش می توان از پراكسیدها، تركیبات آزو و مقادیر جزئی اكسیژن استفاده كرد و باید شرایط به دقت كنترل شود تا واكنش فرعی انجام نشود. در صورت انجام واكنش فرعی، هیدروژن، متان و گرافیت تولید می گردد كه اگر به دست آوردن پلیمری با جرم مولكولی زیاد مورد نظر باشد باید آنها را از محیط واكنش خارج كرد. به طور كلی، فرآیندهای فشار بالا، پلی اتیلن های شاخه دار با دانسیته كمتر در محدوده ۳- gr cm ۹۴۵/۰-۹۱۵/۰ ایجاد می كنند كه جرم مولی آنها نیز نسبتاً پایین است.



 
انجمن رمان نویسی دانلود رمان
امضا : MAHDIS

MAHDIS

نویسنده انجمن + مدیر ارشد بازنشسته
نویسنده انجمن
مقام‌دار بازنشسته
تاریخ ثبت‌نام
2020-07-26
نوشته‌ها
7,768
لایک‌ها
16,278
امتیازها
163
سن
24
محل سکونت
Mystic Falls
کیف پول من
674
Points
0
فرآیند زیگلر- ناتا
فرآیند زیگلر براساس واكنش های كوردیناسیون به كمك كاتالیزورها شامل هالیدهای تیتان و تركیبات آلی آلومینیوم دار انجام می شود. این واكنش ها توسط زیگلر در سال ۱۹۵۳ در موسسه ماكس پلانك در آلمان كشف و توسط ناتا در ایتالیا در اوایل دهه ۱۹۵۰ توسعه یافتند. كاتالیزور زیگلر- ناتا كمپلكسی تهیه شده از تتراكلراید تیتانیوم و تری اتیل آلومینیوم است. این كاتالیزور در ابتدا به ظرف واكنش وارد شده و پس از آن اتیلن اضافه می شود. واكنش در دماها و فشارهای پایین در غیاب هوا و رطوبت، كه كاتالیزور را تجزیه می كنند انجام می گیرد. پلی اتیلن تولید شده طی این فرآیند، دارای دانسیته متوسط در حدود ۳- grcm۹۴۵/۰ می باشد. با تغییر نسبت اجزای پلیمر یا وارد كردن مقدار كمی هیدروژن به ظرف واكنش، می توان به دامنه ای از جرم های مولی نسبی دست یافت.

فرآیند فیلیپس
این فرآیند، پلی اتیلن با دانسیته زیاد در فشار و دمای نسبتاً پایین به دست می دهد. در فرآیند فیلیپس، از كاتالیزور CrO۳ %۵ در سیلیس/ آلومینا بسیار ریز در فشار atm۳۵-۱۵ و دمای استفاده می شود. دانسیته محصول ۳- grcm۹۶/۰ می باشد.

فرآیند نفت استاندارد (ایندیانا)
در این فرآیند نیز همانند فرآیند فیلیپس كه پلی اتیلن با دانسیته بالا (۳- grcm۹۶/۰) تولید می شود از MnO۳ تثبیت شده روی فلز یا هیدرید كلسیم و سدیم در فشار atm۸۰-۴۰ و دمای استفاده می گردد.

انواع پلی اتیلن
طبقه بندی پلی اتیلن ها براساس دانسیته آنها صورت می گیرد كه در مقدار دانسیته، اندازه زنجیر پلیمری، نوع و تعداد شاخه های موجود در زنجیر دخالت دارد.

HDPE (پلی اتیلن با دانسیته بالا)
این پلی اتیلن دارای زنجیر پلیمری بدون شاخه است. بنابراین نیروی بین مولكولی در زنجیرها بالا و استحكام كششی آن بیشتر از بقیه پلی اتیلن ها است. پلی اتیلن خطی معمولاً با وزن مولكولی از ۲۰۰۰۰۰ تا ۵۰۰۰۰۰ تولید می شود اما می تواند حتی سنگین تر هم ساخته شود. شرایط واكنش و نوع كاتالیزور مورد استفاده در تولید HDPE موثر است. پلی اتیلن بدون شاخه معمولاً از روش پلیمریزاسیون با كاتالیزور زیگلر- ناتا حاصل می شود.

LDPE (پلی اتیلن با دانسیته پایین)
این پلی اتیلن دارای زنجیری شاخه دار است یعنی بعضی از كربن ها به جای اتصال به اتم های هیدروژن به زنجیرهای بلندی از پلی اتیلن متصل هستند. بنابراین زنجیرهای LDPE نمی توانند به خوبی با یكدیگر ارتباط برقرار كنند و دارای نیروی بین مولكولی ضعیف و استحكام كششی كمتری هستند. این نوع پلی اتیلن معمولاً با روش پلیمریزاسیون رادیكالی تولید می شود. (پلیمریزاسیون رادیكال آزاد وینیل). البته پلیمریزاسیون زیگلر هم برای تهیه LDPE به كار می رود.


 
انجمن رمان نویسی دانلود رمان
امضا : MAHDIS

MAHDIS

نویسنده انجمن + مدیر ارشد بازنشسته
نویسنده انجمن
مقام‌دار بازنشسته
تاریخ ثبت‌نام
2020-07-26
نوشته‌ها
7,768
لایک‌ها
16,278
امتیازها
163
سن
24
محل سکونت
Mystic Falls
کیف پول من
674
Points
0
دانسیته پایین)
این پلی اتیلن، یك پلیمر خطی با تعدادی شاخه های كوتاه است و معمولاً از كوپلیمریزاسیون اتیلن با الكن های بلند زنجیر ایجاد می شود ]۵[.

UHMWPE (پلی اتیلن با وزن مولكولی بسیار بالا)
این پلیمر با وزن مولكولی ۳ تا ۶ میلیون، با استفاده از پلیمریزاسیون كاتالیزور متالوسن تهیه می شود.
انواع دیگر پلی اتیلن شامل MDPE ، HDXLPE ، XPE ، VLDPE می باشد.

خواص پلی اتیلن
پلی اتیلن، جامدی موم مانند، كه از نظر شیمیایی بی اثر است. در درجه حرارت معمولی در هیچ حلالی حل نمی شود و فقط به وسیله برخی هیدروكربن ها و تتراكلرید كربن متورم می شود. همچنین در مقابل اسیدها و قلیاها مقاومت خوبی دارد اما اسیدنیتریك غلیظ بر آن اثر می گذارد. پلی اتیلن در مجاورت با نور و اكسیژن به مرور فرسوده می شود. محلول و یا سوسپانسیون های پلی اتیلن در تتراكلریدكربن می توانند در درجه حرارت كلردار شوند و یك محلول نرم و الاستیكی را به وجود آورند.

پلی اتیلن از دو ناحیه بلورین و آمورف تشكیل شده است كه سهم بلورینگی در پلی اتیلن های بدون شاخه بیشتر است. دمای انتقال شیشه ای (Tg) بسیار پایین در حدود ، دمای ذوب (Tm) نسبتاً بالا در حدود و انعطاف پذیری، استفاده از آن را در دامنه وسیعی از دما سبب شده است. خواص فیزیكی پلی اتیلن هایی كه در فشار بالا به دست می آیند كاملاً با آنهایی كه در فشار كم به دست می آیند متفاوت است. شاخه دار كردن باعث می شود كه میزان تبلور، چگالی، نقطه نرم شدن و نقطه ذوب ساختمان بلورین كاهش یابد.
برخی دیگر از خصوصیات پلی اتیلن كه سبب می شوند تا این پلیمر دارای كاربردهای بسیاری باشد عبارتند از :

  1. قیمت پایین
  2. خواص الكتریكی مطلوب
  3. مقاومت شیمیایی بالا
  4. شفافیت مناسب در فیلم های نازك
  5. عاری بودن از بوی زننده و سمیت
  6. قابلیت نفوذ بسیار كم آب در هنگام استفاده در بسته بندی و در كاربردهای كشاورزی و ساختمانی.
از معایب این پلیمر می توان به

  1. قابلیت اكسیداسیون
  2. كدر بودن جسم در حالت توده
  3. ظاهر شبیه به پارافین
  4. مقاومت كم در مقابل خراشیدن اشاره كرد.


 
انجمن رمان نویسی دانلود رمان
امضا : MAHDIS

MAHDIS

نویسنده انجمن + مدیر ارشد بازنشسته
نویسنده انجمن
مقام‌دار بازنشسته
تاریخ ثبت‌نام
2020-07-26
نوشته‌ها
7,768
لایک‌ها
16,278
امتیازها
163
سن
24
محل سکونت
Mystic Falls
کیف پول من
674
Points
0
كاربردهای پلی اتیلن
این ماده اولین بار در سال ۱۹۳۹ به عنوان عایق الكتریكی مورد استفاده قرار گرفت. انواع گوناگون پلی اتیلن، كاربردهای مختلفی از جمله لوله ها، لفاف های بسته بندی، تولید انواع لوازم پلاستیكی مورد استفاده در آشپزخانه، اجزای سازنده كارخانه های مواد شیمیایی، جعبه ها، اسباب بازی ها، جلیقه های ضد گلوله و عایق های الكتریكی دارند.

پلی اتیلن با چگالی زیاد به خاطر استحكام كششی و سختی بیشتری كه دارد در ساخت لوله ها، تولید ظروف شیر و مایعات، انواع لوازم پلاستیكی آشپزخانه و بسیاری وسایل و ظروف به كار می رود.

LDPE كه سالانه ۶/۳ میلیون تن در ایالات متحده تولید می شود به خاطر انعطاف پذیری و مقاومت زیاد در برابر پارگی و همچنین مقاومت در برابر رطوبت و مواد شیمیایی، دامنه وسیعی از كاربردها را در برگرفته است. حدود ۵۵ درصد از كل پلی اتیلن با چگالی كم، به شكل فیلم و ورقه تولید می شود و عمدتاً برای مصارف بسته بندی و خانگی (كیسه، پوشش غذا، لباسشویی، خشكشویی و زباله) و همچنین مصارف كشاورزی و ساختمانی (گلخانه، لایه های داخل تانك، رطوبت گیر، محافظ) استفاده می گردد. قالب گیری تزریقی اسباب بازی ها و اجناس خانگی ۱۰ تا ۱۵ درصد دیگر از مصرف را شامل می شوند. در حدود ۱۵ درصد یا بیشتر از LDPE تولیدی در عایق سیم و كابل، برای انتقال نیرو و مخابرات و همچنین به عنوان روكش های مذاب د*اغ (بر روی كاغذ، ورقه فلزی و دیگر فیلم های پلاستیكی) استفاده می شود. دیگر مصارف LDPE، شامل بطری ها و ظروف ساخته شده از طریق قالب گیری بادی و لوله های آبیاری در كشاورزی می باشد.

LLDPE به دلیل بالا بودن میزان انعطاف پذیری، در تهیه انواع وسایل پلاستیكی انعطاف پذیر مانند لوله هایی با قابلیت خم شدن كاربرد دارد. MDPE در تولید لوله های پلاستیكی و اتصالات لوله كشی استفاده می شود. UHMWPE برای ساختن فیبرهای بسیار قوی كه جایگزین كولار ، برای استفاده در جلیقه های ضد گلوله به كار می رود. ورقه های بزرگ این پلیمر، به جای یخ برای زمین های یخی اسكیت استفاده می شود.


 
انجمن رمان نویسی دانلود رمان
امضا : MAHDIS

MAHDIS

نویسنده انجمن + مدیر ارشد بازنشسته
نویسنده انجمن
مقام‌دار بازنشسته
تاریخ ثبت‌نام
2020-07-26
نوشته‌ها
7,768
لایک‌ها
16,278
امتیازها
163
سن
24
محل سکونت
Mystic Falls
کیف پول من
674
Points
0
صنعت پلی اتیلن

poly-1520233597.jpg

صنعت پلی اتیلن یکی از ساده ترین و در عین حال مهم ترین صنایع جهان است. بیش از ۹۰ درصد مواد پلاستیکی جهان از انواع مواد پلی اتیلن ساخته می شوند.

پلی اتیلن، یکی از مهم ترین و پرمصرف ترین پلیمرها در صنعت است. این پلیمر از پالایش نفت خام به دست می آید. مونومرهای اتیلن در پالایشگاه و تحت واکنش های پلیمریزاسیون به پلی اتیلن تبدیل می شوند. محصول نهایی این واکنش ها، چهار دسته اصلی پلی اتیلن است؛ پلی اتیلن سبک، پلی اتیلن سنگین، پلی اتیلن خطی سبک و پلی اتیلن با وزن مولکولی بسیار بالا.

صنعت پلی اتیلن یکی از ساده ترین و در عین حال مهم ترین صنایع جهان است. بیش از ۹۰ درصد مواد پلاستیکی جهان از انواع مواد پلی اتیلن ساخته می شوند. پلاستیک های بسته بندی مواد غذایی، اسباب بازی ها، انواع لوله پلی اتیلن ،مخازن نگهداری مواد شیمیایی و مواد غذایی و ...، همگی از پلی اتیلن ساخته می شوند.

با نگاه اجمالی بر صنعت پلی اتیلن مشخص می شود صنعت بزرگ تولید مواد پلی اتیلنی، سایر صنایع مانند صنعت نفت و پتروشیمی، تولید مواد شیمیایی، محیط زیست و آب و فاضلاب، لوله و اتصالات پلی اتیلن، صنایع کشاورزی، گازرسانی و ... را تحت پوشش قرار می دهد.

کاربردهای صنعت تولید مواد پلیمری پلی اتیلن در سایر صنایع

گرانول های شفاف پلی اتیلن، به عنوان ماده اولیه برای تولید و ساخت وسایل و تجهیزات مورد نیاز صنایع پلاستیک محسوب می شوند. مهم ترین صنایعی که از مواد پلی اتیلن استفاده می کنند عبارتند از:

صنایع آب و فضلاب (تولید تجهیزات آبرسانی، تولید لوله پلی اتیلن، ساخت تجهیزات و اتصالات پلی اتیلنی، ساخت انواع لوله پلیمری برای خطوط لوله کشی شهری و روستایی)

صنایع نفت و مواد شیمیایی (ساخت مخازن نگهداری مواد شیمیایی و مشتقات نفتی، تولید انواع لوله های پلیمری برای انتقال مواد شیمیایی)

صنعت ایمنی و حفاظت (تولید و ساخت انواع لوله پلیمری سیستم های آتش نشانی، تجهیزات ایمنی محل کار، وسایل پلاستیکی ایمنی فردی برای کارگران، ساخت تجهیزات کارگاهی پلاستیکی ایمن)


 
انجمن رمان نویسی دانلود رمان
امضا : MAHDIS

MAHDIS

نویسنده انجمن + مدیر ارشد بازنشسته
نویسنده انجمن
مقام‌دار بازنشسته
تاریخ ثبت‌نام
2020-07-26
نوشته‌ها
7,768
لایک‌ها
16,278
امتیازها
163
سن
24
محل سکونت
Mystic Falls
کیف پول من
674
Points
0
صنایع کشاورزی، کود و سم (ساخت مخازن نگهداری انواع مواد کشاورزی، ساخت مخازن پلی اتیلن مخصوص سموم و آفات کشاورزی، تولید تجهیزات آبیاری قطره ای و سیستم های زهکشی، ساخت تجهیزات پلاستیکی گلخانه ای، تولید پلاستیک های عایق و مقاوم به رطوبت برای محیط های کشت)

صنایع غذایی (ساخت انواع بسته بندی های پلاستیکی مخصوص نگهداری مواد غذایی، تولید پوشش های مواد غذایی)

صنایع پزشکی و آزمایشگاهی (ساخت تجهیزات پلاستیکی آزمایشگاهی، تولید تجهیزات بیمارستانی، کاربردهای دندانپزشکی)

صنعت لوازم خانگی و وسایل منزل (تولید قطعات پلاستیکی لوازم خانگی، تولید اسباب بازی، تولید ظروف پلاستیکی آشپزخانه)

صنایع لوله و اتصالات پلی اتیلن؛ صنعتی مهم و پرطرفدار

تولید انواع لوله پلی اتیلن از مواد اولیه پلی اتیلن با چگالی بالا، امروزه یکی از مهم ترین صنایع جهان به شمار می رود. در مورد لوله های پلی اتیلن عوامل بسیاری هستند که مورد ارزیابی قرار گرفته می شوند. به طور کلی، مباحث مهمی که در صنعت لوله پلی اتیلن مطرح می شوند به شرح زیر بیان می شوند:

ماده اولیه تولید لوله پلی اتیلن
شیوه تولید انواع لوله پلی اتیلن، لوله کاروگیت و لوله اسپیرال
نحوه اجرای آزمون های استاندارد بر روی لوله های پلی اتیلن
روش صحیح نگهداری و انبارکردن لوله پلی اتیلن
انواع لوله و اتصالات پلی اتیلن و سایز و ابعاد آن ها
شیوه های اتصال انواع پلی اتیلن
انواع روش های نصب لوله پلی اتیلن
کاربردها، مزایا و معایب لوله های پلی اتیلن
بازرسی و نظارت بر خطوط لوله پلی اتیلن
انتخاب اتصالات مناسب برای انواع مختلف لوله پلی اتیلن
لوله پلی اتیلن؛ انتخاب برتر برای پایپینگ پلاستیکی


 
انجمن رمان نویسی دانلود رمان
امضا : MAHDIS
بالا