Полиолефин

Полиолефин где представляет собой тип полимера с общей формулой (CH ₂ CHR) _n, R представляет собой алкильную группу. Обычно они происходят из небольшого набора простых олефинов ( алкенов ). Доминирующими в коммерческом смысле являются полиэтилен и полипропилен . Более специализированные полиолефины включают полиизобутилен и полиметилпентен . Все они представляют собой бесцветные или белые масла или твердые вещества. многие сополимеры Известны , такие как полибутен , который получается из смеси различных изомеров бутена . Название каждого полиолефина указывает на олефин, из которого он получен; например, полиэтилен получается из этилена , а полиметилпентен - из 4-метил-1-пентена . Полиолефины сами по себе не являются олефинами, поскольку двойная связь каждого олефинового мономера раскрывается для образования полимера. Мономеры, имеющие более одной двойной связи, такие как бутадиен и изопрен, дают полимеры, которые содержат двойные связи ( полибутадиен и полиизопрен ) и обычно не считаются полиолефинами. Полиолефины являются основой многих химических производств. ^{[ 1 ]}

Промышленные полиолефины

Большинство полиолефинов производятся путем обработки мономера металлосодержащими катализаторами. Реакция сильно экзотермична.

Традиционно катализаторы Циглера-Натта используются . Эти катализаторы, названные в честь нобелевских лауреатов Карла Циглера и Джулио Натты , получаются путем обработки хлоридов титана , алюминийорганическими соединениями такими как триэтилалюминий . В некоторых случаях катализатор нерастворим и используется в виде суспензии. хромсодержащие катализаторы Phillips В случае полиэтилена часто используют . Катализаторы Камински представляют собой еще одно семейство катализаторов, которые можно систематически изменять для модификации тактичности полимера, особенно применимого к полипропилену .

Термопластичные полиолефины: полиэтилен низкой плотности (ПВД),; линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE),; полиэтилен очень низкой плотности (VLDPE),; полиэтилен сверхнизкой плотности (ULDPE),; полиэтилен средней плотности (MDPE),; полипропилен (ПП),; полиметилпентен (ПМП),; полибутен-1 (ПБ-1);; сополимеры этилена и октена,; стерео-блок ПП,; олефиновые блок-сополимеры,; сополимеры пропилена и бутана;
Полиолефиновые эластомеры (ПОЭ): полиизобутилен (ПИБ),; поли(а-олефины),; этиленпропиленовый каучук (ЭПР),; этилен-пропилен-диеновый мономерный (М-класс) каучук (каучук EPDM).

Характеристики

Свойства полиолефинов варьируются от жидкоподобных до твердых твердых веществ и в первую очередь определяются их молекулярной массой и степенью кристалличности. Степени кристалличности полиолефинов варьируются от 0% (жидкоподобные) до 60% и выше (жесткие пластики). Кристалличность в первую очередь определяется длиной кристаллизующихся последовательностей полимера, возникающих во время полимеризации . ^{[ 2 ]} Примеры включают добавление небольшого процента сомономера , такого как 1-гексен или 1-октен, во время полимеризации этилена . ^{[ 3 ]} или случайные нерегулярные включения («стерео» или «регио» дефекты) во время полимеризации изотактического пропилена . ^{[ 4 ]} Способность полимера к высокой степени кристаллизации снижается с увеличением содержания дефектов.

Низкая степень кристалличности (0–20%) связана с жидкоподобными эластомерными свойствами. Промежуточные степени кристалличности (20–50%) связаны с пластичными термопластами, а степени кристалличности более 50% — с жесткими, а иногда и хрупкими пластиками. ^{[ 5 ]}

Поверхности полиолефинов неэффективно соединяются сваркой растворителем, поскольку они обладают превосходной химической стойкостью и не подвержены воздействию обычных растворителей. Они по своей природе имеют очень низкую поверхностную энергию и плохо смачиваются (процесс покрытия и заполнения смолой ). Их можно склеивать после обработки поверхности, а также с помощью некоторых суперклеев ( цианакрилатов ) и реактивных (мет) акрилатных клеев. ^{[ 6 ]} Они чрезвычайно инертны химически, но демонстрируют снижение прочности при более низких и более высоких температурах. ^{[ 7 ]} В результате термическая сварка является распространенным методом соединения.

Практически все полиолефины, имеющие какое-либо практическое или коммерческое значение, представляют собой поли- альфа -олефины (или поли-α-олефины или полиальфаолефины, иногда сокращенно ПАО ), полимеры, полученные путем полимеризации альфа -олефинов . Альфа (или α -олефин -олефин) представляет собой алкен углерод-углерод , в котором двойная связь начинается у атома α-углерода, т.е. двойная связь находится между атомами углерода №1 и №2 в молекуле . Альфа-олефины, такие как 1-гексен, могут использоваться в качестве сомономеров для получения алкил- разветвленного полимера (см. химическую структуру ниже), хотя 1-децен чаще всего используется для базовых масел смазочных материалов. ^{[ 8 ]}

Многие полиальфа-олефины имеют гибкие алкильные разветвленные группы на каждом втором атоме углерода основной цепи полимера. Эти алкильные группы, которые могут принимать различные конформации , очень затрудняют молекул упорядоченное выравнивание полимера бок о бок. Это приводит к уменьшению площади поверхности контакта между молекулами и уменьшению межмолекулярных взаимодействий между молекулами. ^{[ 9 ]} Поэтому многие полиальфаолефины не кристаллизуются и не затвердевают легко и способны оставаться маслянистыми вязкими жидкостями даже при более низких температурах . ^{[ 10 ]} -олефины с низкой молекулярной массой Полиальфа используются в качестве синтетических смазочных материалов, таких как синтетические моторные масла для транспортных средств, и могут использоваться в широком диапазоне температур. ^{[ 8 ]}^{[ 10 ]}

Даже полиэтилены, сополимеризованные с небольшим количеством альфа-олефинов (таких как 1-гексен , 1-октен или более длинные цепи), более гибкие, чем простой полиэтилен высокой плотности с прямой цепью, не имеющий разветвлений. ^{[ 7 ]} Группы метильного разветвления полипропиленового полимера недостаточно длинные, чтобы сделать типичный коммерческий полипропилен более гибким, чем полиэтилен.

Использование

Полиэтилен:
- HDPE : используется для пленки (обертка товаров), выдувного формования (например, бутылок), литья под давлением (например, игрушек, завинчивающихся крышек), экструзионного покрытия (например, покрытия на картонных коробках для молока), труб для распределения воды и газа, изоляции для телефонов. кабели. Изоляция проводов и кабелей.
- ПЭВД : в основном (70%) используется для изготовления пленок. ^{[ 1 ]}

Полипропилен : литье под давлением, волокна и пленки. По сравнению с полиэтиленом полипропилен более жесткий, но менее склонен к разрушению. Он менее плотный, но обладает большей химической стойкостью. ^{[ 11 ]}
Синтетическое базовое масло (наиболее часто используемое): промышленные и автомобильные смазочные материалы. ^{[ 12 ]}

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б Уайтли, Кеннет С.; Хеггс, Т. Джеффри; Кох, Хартмут; Мавер, Ральф Л.; Иммель, Вольфганг (2000). «Полиолефины». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a21_487 . ISBN 978-3527306732 .
^ Таширо, Штейн, Сюй, Macromolecules 25 (1992) 1801-1810
^ Ализаде и др., Macromolecules 32 (1999) 6221-6235.
^ Бонд, Эрик Брайан; Спруэлл, Джозеф Э.; Лин, Дж. С. (1 ноября 1999 г.). «Исследование WAXD/SAXS/DSC поведения плавления Циглера-Натта и изотактического полипропилена, катализируемого металлоценом». Журнал науки о полимерах, часть B: Физика полимеров . 37 (21): 3050–3064. Бибкод : 1999JPoSB..37.3050B . doi : 10.1002/(SICI)1099-0488(19991101)37:21<3050::AID-POLB14>3.0.CO;2-L .
^ А. Дж. Кинлох, Р. Дж. Янг, Поведение полимеров при разрушении , Chapman & Hall, 1995. стр. 338-369. ISBN 0 412 54070 3
^ « Свойства и применение полиолефиновой связи » « [1] Master Bond Inc.» Проверено 24 июня 2013 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б Джеймс Линдси Уайт, Дэвид Д. Чой (2005). Полиолефины: переработка, развитие структуры и свойства . Мюнхен: Хансер Верлаг. ISBN 1569903697 . ^{[ нужна страница ]}
^ Перейти обратно: ^а ^б 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 . ^{[ нужна страница ]}
^ « Свойства алканов, заархивированные 7 января 2013 г. в Wayback Machine ». Проверено 24 июня 2013 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б Л. Р. Рудник и Р. Л. Шубкин, изд. (1999). Синтетические смазочные материалы и высокоэффективные функциональные жидкости (2-е изд.). Нью-Йорк: Марсель Деккер. ISBN 0-8247-0194-1 . ^{[ нужна страница ]}
^ «Сравнение ПЭ и ПП» .
^ «Описание полиальфаолефиновых (ПАО) смазочных материалов» . www.machinerylubrication.com . Проверено 26 июня 2022 г.

Внешние ссылки

MSDS (Паспорт безопасности материала)

[Ull-1] Перейти обратно: ^а ^б Уайтли, Кеннет С.; Хеггс, Т. Джеффри; Кох, Хартмут; Мавер, Ральф Л.; Иммель, Вольфганг (2000). «Полиолефины». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a21_487 . ISBN 978-3527306732 .

[2] Таширо, Штейн, Сюй, Macromolecules 25 (1992) 1801-1810

[3] Ализаде и др., Macromolecules 32 (1999) 6221-6235.

[4] Бонд, Эрик Брайан; Спруэлл, Джозеф Э.; Лин, Дж. С. (1 ноября 1999 г.). «Исследование WAXD/SAXS/DSC поведения плавления Циглера-Натта и изотактического полипропилена, катализируемого металлоценом». Журнал науки о полимерах, часть B: Физика полимеров . 37 (21): 3050–3064. Бибкод : 1999JPoSB..37.3050B . doi : 10.1002/(SICI)1099-0488(19991101)37:21<3050::AID-POLB14>3.0.CO;2-L .

[5] А. Дж. Кинлох, Р. Дж. Янг, Поведение полимеров при разрушении , Chapman & Hall, 1995. стр. 338-369. ISBN 0 412 54070 3

[6] « Свойства и применение полиолефиновой связи » « [1] Master Bond Inc.» Проверено 24 июня 2013 г.

[Polyolefins-7] Перейти обратно: ^а ^б Джеймс Линдси Уайт, Дэвид Д. Чой (2005). Полиолефины: переработка, развитие структуры и свойства . Мюнхен: Хансер Верлаг. ISBN 1569903697 . ^{[ нужна страница ]}

[Chem_Tech_Lube-8] Перейти обратно: ^а ^б 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 . ^{[ нужна страница ]}

[9] « Свойства алканов, заархивированные 7 января 2013 г. в Wayback Machine ». Проверено 24 июня 2013 г.

[Synth_Lube-10] Перейти обратно: ^а ^б Л. Р. Рудник и Р. Л. Шубкин, изд. (1999). Синтетические смазочные материалы и высокоэффективные функциональные жидкости (2-е изд.). Нью-Йорк: Марсель Деккер. ISBN 0-8247-0194-1 . ^{[ нужна страница ]}

[11] «Сравнение ПЭ и ПП» .

[12] «Описание полиальфаолефиновых (ПАО) смазочных материалов» . www.machinerylubrication.com . Проверено 26 июня 2022 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]