Производство пластических масс и полиэтилена

Автор: admin · Дата: 24 марта 2015 · Прокомментировать

Производство пластических масс и полиэтилена

Пластические массы. Замечательны и весьма разнообразны свойства пластических масс. Они прочнее стали и легче воды, прозрачны как стекло и эластичны как резина, обладают прекрасными электроизоляционными свойствами, не горючи и кислотоустойчивы, легко поддаются различным видам обработки. Их можно прессовать, отливать в формы, шлифовать, полировать, сваривать, склеивать, вытягивать в нити и ленты.

Чудесные свойства различных пластмасс объясняют быстрые темпы роста их производства и применения. Только за последние годы производство пластических масс возросло более чем в 2,5 раза.

В хозяйстве в России уже сейчас применяется более 2000 видов различных изделий из пластмасс. Трудно назвать отрасль производства, в которой сейчас можно обойтись без этого прекрасного материала, отвечающего самым различным требованиям конструктора и технолога.

Получение разнообразных по свойствам пластических масс базируется на различных полимерах, которые являются основным связывающим веществом пластмасс. Кроме того, в состав пластмасс входят наполнители (древесная мука, стекловата, ленты из бумаги или ткани, песок, асбестовое волокно и др.), повышающие их прочность и гибкость, и пластификаторы (дибутил- диоктилфталаты и др.), придающие твердой связывающей основе пластичность.

Полимеры для пластмасс получаются в результате реакций полимеризации и поликонденсации.

Пластмассы

Принцип первой реакции состоит в том, что при помощи катализаторов сотни и тысячи молекул низкомолекулярного (газообразного или жидкого) вещества — мономера, присоединяясь друг к другу, образуют длинные, цепные разветвленные или соединенные между собой прочными химическими связями молекулы-гиганты. При этом образуются твердые стеклообразные или эластичные полимеры, по химическому составу не отличающиеся от исходных мономеров.

Реакция поликонденсации, в отличие от полимеризации, протекает с выделением низкомолекулярных продуктов (воды, углекислоты, аммиака и т. п.) и приводит к получению соединений, несколько отличающихся по составу от исходных мономеров.

К важнейшим полимерам, получаемым полимеризацией, относятся поливинилхлорид, полиэтилен, полипропилен, полистирол, фторсодержащие полимеры, полиэфир-акрилаты и др. Важнейшими полимерными веществами, получаемыми поликонденсацией, являются фенолфор-мальдегидные, карбамидные, меламин-формальдегидные, полиэфирные и другие смолы, используемые в производстве слоистых пластиков, фанеры, древесных пластиков и пенопластов. Большинство всех этих пластмасс можно получить на основе углеводородных газов.

В динамике производства различных пластических масс, особенно за последние годы, отмечаются ускоренные темпы производства пластических материалов типа полиэтилена, полипропилена, поливинилхлорида и других продуктов реакции полимеризации. Так, США понадобилось почти 30 лет, чтобы довести производство фенольных и крезольных пластиков до 240—250 тыс. т. Между тем объем производства промышленных партий полиэтилена уже превысил объем производства фенольных и крезольных пластиков. Почти вдвое возросло производство полистирола и в два раза производство поливиниловых пластмасс.

Ранее в структуре производства различных видов синтетических смол и пластмасс в США более 53% занимали: поливиниловые пластмассы (20,5%), полистирол (16,3%) и полиэтилен (16,2%).

Быстрый рост производства этих видов пластмасс объясняется весьма благоприятным сочетанием в них ценнейших свойств. Например, полиэтилен — химически устойчив, влагонепроницаем, отличный диэлектрик, легкий, хорошо обрабатывается и получается из доступного и относительно дешевого сырья — этилена.

До последнего времени производство полиэтилена базировалось на процессе его полимеризации при температуре около 200° и очень высоких давлениях — 1500— 2000 атм в присутствии незначительных количеств кислорода в качестве инициатора. Применение высоких давлений вызывало трудности создания необходимой аппаратуры и компрессоров, требовало большого расхода легированной стали. Этот процесс, кроме того, требовал применения этилена высокой концентрации, что обусловливало необходимость сложных и дорогих методов его выделения и очистки.

В настоящее время полиэтилен можно получать под небольшим давлением (35—40 атм) в присутствии катализатора из окиси хрома, нанесенной на алюмосиликат. Дешевизна катализатора и простота аппаратуры при этом методе сулят большие перспективы широкого его внедрения.

Схема производства пластмасс

Полиэтилен можно также получать совсем без давления в самой простой аппаратуре. По этому методу, немецкими химиками, полимеризация этилена проводится в среде какого-либо углеводородного растворителя в присутствии катализатора, которым служит металлоорганическое соединение (триэтилалюминий и сочетании с четыреххлористым титаном и др.).

Из доступного и относительно дешевого сырья — пропилена в последние годы был синтезирован полипропилен. Как диэлектрик он не уступает полиэтилену, но более теплостоек и прочен, менее влаго- и газопроницаем. Проводка в изоляции из полипропилена нашла широкое применение в проектировании систем электроснабжения жилых и нежилых помещений. Изменяя условия синтеза полипропилена, можно получать продукты с различными свойствами, что открывает этому виду пластмасс широкие перспективы применения в различных сферах материального производства.

Весьма ценными свойствами обладают также поливинилхлорид и полистирол. Трудно переоценить роль этих видов пластических масс в техническом прогрессе ряда важнейших отраслей производства. Известно, что для изоляции кабелей и проводов в радиотехнике, радиолокации, телемеханике, телефонной и телеграфной связи ранее использовали свинец, хлопчатобумажную ткань и каучук. В ближайшие годы кабельная промышленность получит для этих целей 680 тыс. г пластмасс — полихлорвинила и полиэтилена. Это позволит сэкономить 532 тыс. т свинца, 33 тыс. т хлопчатобумажной пряжи и 90 тыс. т каучука; 1 тыс. г пластиката (полихлорвинилового или полиэтиленового) экономит 6000 т свинца, 760 м хлопчатобумажной ткани, 30 т пряжи и шелковых нитей.

Значительным техническим прогрессом явится замена металлических труб для перекачки нефти, нефтепродуктов, газа, кислот, щелочи трубами из полиэтилена и других пластиков. Эти трубы легки и гибки, не подвергаются коррозии и не боятся низких температур. Ровная и гладкая внутренняя поверхность труб снижает трение между жидкостью и стенками, благодаря чему по ним можно транспортировать на 20—25% больше продукции, чем по металлическим; пластмассовые трубы легче и дешевле доставлять на место.

Для изготовления труб из полиэтилена требуются меньшие капитальные затраты, чем для изготовления их из стали и цветных металлов.

Нельзя не отметить прекрасные свойства пластмассовых пленок, сохраняющих свою эластичность при температурах от +40 до —60°. Тонкие пленки из полиэтилена, полипропилена, винипласта и других подобных материалов — надежное покрытие для металла, бетона и дерева. Из полиэтиленовых и полипропиленовых пленок можно, кроме того, изготовлять всевозможные мешки и пакеты для предохранения пищевых продуктов от усушки, легкие ботики и галоши, которые можно свернуть и положить в карман, а также складывающиеся бутылки и бидоны и даже резервуары. Замена обычного стекла пластмассовыми пленками в теплицах и парниках в 6—8 раз уменьшает стоимость парников.

Рубрика: Технологии ·  

загрузка...


Оставить комментарий или два