Пластики, эластомеры и нанокомпозиты. Полиолефины. Часть 3

Линейный полиэтилен низкой плотности или LLDPE (ЛПЭНП) получают путем сополимеризации этилена и сомономера. Обычно сомономерами, используемыми для полимеризации LLDPE, являются бутен, гексен и октен. Основная полимерная цепь LLDPE состоит из длинных цепочек повторяющихся молекул этилена; сомономер образует короткие боковые цепи, которые связаны с основной цепью. Длинноцепочечное разветвление (LCB), уже известное нам по LDPE, не типично для LLDPE. В то время как LDPE имеет высокий уровень LCB, в LLDPE мало LCB, однако существуют высокие уровни короткоцепочечного разветвления (SCB), вносимые включенным сомономером. Распределение молекулярной массы узкое (LDPE и HDPE имеют тенденцию к более широкому молекулярно-массовому распределению). LLDPE состоит из длинных линейных молекул с короткими боковыми ветвями (SCB). Длина SCB является функцией используемого типа сомономера. Обычно используемые полиэтиленовые сомономеры представляют собой: ButeneeA (четырехуглеродная длинная молекула C4H8 или H2C=CH-СН2-СН3), Hexenee A (шестиуглеродная длинная молекула C6H12 или H2C=CH-СН2-СН2-СН2-СН3), а также Octenee – молекула длиной восемь атомов углерода (C8H16 или H2C=CH-СН2-СН2-СН2-СН2-СН2-СН3).

На прочность изделий из LLDPE будет влиять короткое боковое разветвление. Более длинные боковые цепи, подобные тем, которые образованы гексеном и октеном, приводят к улучшению механических характеристик. Z-N катализаторы, как правило, испытывают больше трудностей, чем одноцентровые катализаторы, при размещении сомономеров в части полимера с более длинной цепью (и более высокой молекулярной массой); таким образом, больше сомономеров попадают на более короткие цепи. Уровни добавления сомономера используются для контроля плотности смолы. Сшитый полиэтилен (PEX) может быть основан на HDPE, а также на MDPE (полиэтилен средней плотности) и LDPE. В процессе сшивания молекулы связаны друг с другом сильными химическими связями, и доступны как химические, так и физические методы сшивания. Химические методы предполагают использование сшивающих агентов, таких как пероксид, соединения AZO (в последнее время используются всё реже) или силан, тогда как физическое сшивание достигается электронным излучением. Основные методы сшивания полиэтилена: пероксидный (такой полиэтилен обозначается PEXa), силановый (PEXb) и электронно-лучевой (PEXc).

Азотсоединение разлагается при очень высоких температурах, снова образуя свободные радикалы для сшивания полиэтиленовых цепей, а не образования пероксидов. Сшивание электронным пучком происходит, когда излучение с очень высокой энергией используется для инициирования молекулярного сшивания в ПНД. Этот продукт экструдируют, как обычный ПНД или ПСД, затем направляют на установку электронного пучка и направляют под пучком или лучом в ускоритель, где дозируют определенное количество излучения, чтобы высвободить атомы водорода и заставить полимерные цепи связываться или связываться с открытыми углеродными участками. Сшивание полиэтилена приводит к улучшению термостойкости, устойчивости к давлению при повышенных температурах, лучшим экологическим характеристикам, устойчивости к атмосферным воздействиям, а также к улучшению химической стойкости полиэтилена.

Следующий полиолефин, который заслуживает подробного рассмотрения — полипропилен, который является вторым по важности коммерческим полиолефином. Изотактический полипропилен имеет самую низкую плотность (0,90-0,91 г / мл) среди основных пластиков. Он имеет высокую температуру плавления кристаллов, равную +165 °С. Первое промышленное производство полипропилена было налажено в 1950-х годах после открытия Z-N катализаторов. Первоначально его получали в суспензионном процессе, где пропилен реагирует в присутствии катализатора в растворителе с получением смеси кристаллического и аморфного полимера. Недостаток этого пути заключался в том, что катализатор должен был быть обработан спиртом для дезактивации и извлечения, в то время как нежелательные атактические (и, соответственно, слабые по характеристикам) полимеры должны были быть извлечены и удалены. Затем были разработаны технологии, в которых растворитель был заменен жидким пропиленом. Кроме того, были приложены значительные усилия для улучшения активности катализаторов. Катализаторы с более высокой активностью также позволили внедрить новые процессы и технологии.