Tehnologija za proizvodnju polietilena visokog i niskog pritiska. Sirovina za proizvodnju polietilena

Proizvodi od polietilena (PE), zajedno sa drugim polimernim materijalima, imaju široku primjenu u svijetu kao odlična zamjena za tradicionalne materijale kao što su metali, drvo, staklo, prirodna vlakna, tekstilna industrija i druge industrije. Polipropilenske cijevi brzo zamjenjuju metalne cijevi u komunalnom sektoru i industriji. U tom smislu, svjetska proizvodnja polipropilena raste vrlo brzo.
Polietilen različitih razreda (LLDPE, LDPE, HDPE) i dalje drži vodeću poziciju među plastikom velikog kapaciteta. U 2012. godini svjetska proizvodnja polimera iznosila je 211 miliona tona, sa 38% ili 80 miliona tona. obračunava PE raznih marki. Očekuje se da će u 2015. svjetska proizvodnja PE dostići 105 miliona tona.
Slika 1. Odnos različitih vrsta polimera u svjetskoj proizvodnji, 2012

PE se može smatrati najpopularnijim polimerni materijal prvenstveno zbog svoje komparativne jednostavnosti, pouzdanosti i relativno niske cijene izrade. Dakle, za proizvodnju 1 tone PE u svim modernim tehnologijama nije potrebno više od 1.005 - 1.015 tona etilena i 400-800 kWh električne energije. U većini područja gdje se koristi plastika, nema potrebe za korištenjem drugih materijala. Iz istog razloga, drugi najpopularniji materijal je polipropilen (25%).
Polipropilen i polietilen zajedno se mogu nazvati "najuniverzalnijom" plastikom. Po svojim karakteristikama, obojica nisu lideri. Po optičkim svojstvima svi ostali materijali za sobom ostavljaju polikarbonate, po mehaničkim karakteristikama - poliamide, po elektroizolacionim svojstvima - PVC, a PET je idealan za proizvode za duvanje. Nije idealan materijal u svakom pogledu, PE u sva područja pokazuje umjeren drugi ili treći rezultat., što mu daje mogućnost korištenja u sve svrhe, a kombinacija ovih svojstava sa znatno nižom cijenom čini PE najpopularnijim polimernim materijalom na svijetu.
PE je prvi put dobijen 1873. godine, a njegovim ocem se može smatrati veliki ruski hemičar Aleksandar Mihajlovič Butlerov, koji je prvi proučavao polimerizaciju alkena. Drugi otac se može smatrati njegovim nasljednikom, ruski hemičar Gavrila Gavrilovich Gustevson, koji je nastavio proučavati reakcije polimerizacije. Na Zapadu se za otkrića polietilena smatra njemački hemičar Hans von Pechmann, koji je dobio PE na napredniji način 1899. godine, tada se obično zvao "polimetilen".
Kao i mnoga slična otkrića, PE je bila daleko ispred svog vremena, pa je bila nezasluženo zaboravljena više od 30 godina. To se može razumjeti, niko početkom stoljeća nije mogao zamisliti da će neshvatljiva supstanca nalik želeu napraviti pravu tehnološku revoluciju, ozbiljno oslabiti poziciju tradicionalnih materijala.
Prva industrijska tehnologija za proizvodnju PE bila je 1935. godine gasno-fazna tehnologija engleske kompanije ICI (Imperijalna hemijska industrija) ). Nakon toga, prvi pogoni za proizvodnju PE počeli su da se pojavljuju u Europi i SAD-u. U početku je glavna namjena ovog polietilena bila proizvodnja žica, zbog dobrih električnih izolacijskih svojstava polietilena. Nove žice izolirane polietilenom zamijenile su gumene žice i bile su u širokoj upotrebi sve dok ih nisu zamijenile PVC žice. Međutim, samo vrijeme je doprinijelo pravom trijumfu PE. Poslijeratne godine obilježile su nezapamćeni rast kupovne moći građana, povećana potražnja za robom prehrambene i lake industrije. Pojavili su se prvi supermarketi. Tada je plastična vrećica počela stjecati ogromnu popularnost širom svijeta.
Važno je napomenuti da je jedna od dvije proizvodne jedinice PE koje rade u OJSC Kazanorgsintez jedinica engleske kompanije ICI , uzorak 1935, radi do danas, kao najstarija instalacija koja radi u Rusiji.
Da bismo razumjeli razlike u proizvodnim tehnologijama, važno je razumjeti specifičan sastav proizvedenih polietilenskih proizvoda. Polietilen se jasno razlikuje visokog pritiska i polietilena niske gustine i niskog pritiska i velika gustoća.
Polietilen visoke gustine LDPE/ LDPE
Polietilen visokog pritiska (LDPE) ili polietilen niske gustine (LDPE), u engleskom nazivu LDPE (PE niske gustine) se dobija na visokoj temperaturi od 200-260 0 C i pritisku od 150-300 MPa u prisustvu inicijatora polimerizacije (kiseonik ili, češće, organski peroksid). Gustoća ega je u rasponu od 0,9 - 0,93 g/cm3.
Polietilen niskog pritiska HDPE/ HDPE
Polietilen niskog pritiska (HDPE) ili polietilen visoke gustine (HDPE), u engleskom nazivu HDPE (PE visoke gustine) se dobija na temperaturi od 120-1500C, pritisku ispod 0,1-2 MPa u prisustvu Ziegler-Natta katalizatora (smeša TiCl 4 i AlCl 3 ).
Table 1 . Uporedni pokazatelji razne vrste polietilena.

Indeks LDPE PESD HDPE
Ukupan broj CH 3 grupa na 1000 atoma ugljika: 21,6 5 1,5
Broj krajnjih grupa CH 3 na 1000 atoma ugljika: 4,5 2 1,5
Etil grane 14,4 1 1
Ukupan broj dvostrukih veza na 1000 ugljika 0,4—0,6 0,4—0,7 1,1-1,5
uključujući:
vinil dvostruke veze (R-CH=CH 2),% 17 43 87
vinilidenske dvostruke veze , % 71 32 7
trans-vinilenske dvostruke veze (R-CH=CH-R"), % 12 25 6
Stepen kristalnosti, % 50-65 75-85 80-90
Gustina, g/cm³ 0,9-0,93 0,93-0,94 0,94-0,96

Ponekad se razlikuje i polietilen srednje gustine (MDPE), ali se obično naziva HDPE, jer. ovi proizvodi imaju istu gustinu i težinu, a pritisak tokom procesa polimerizacije na tzv. niskom i srednjem pritisku najčešće je isti. Često, posebno često u stranoj literaturi, uobičajeno je da se različiti visokotlačni PE linearni proizvodi izdvajaju odvojeno, kao što je to učinjeno na slici 1, međutim, općenito, neće biti pogreška razmotriti ih zajedno s drugim LDPE proizvodima.
U OAO NIITEKHIM, istorijski je bila praksa da se proizvodnja PE posmatra kao zbir proizvodnje LDPE i HDPE, pripisujući LLDPE LDPE. Ovaj pristup je logičan, zgodan i potpuno opravdan. Na isti način, Rosstat također dijeli proizvodnju, odvajajući proizvode polimerizacije etilena gustoće od najmanje 0,94 (što znači HDPE) i proizvode polimerizacije etilena gustine manje od 0,94 g/cm 3 (LDPE).
Glavna razlika između LDPE i HDPE je gustina. U ovom slučaju, potrebno je jasno razumjeti da se gotovo uvijek koristi kopolimer. Buten-1, Heksen-1, okten-1 ili drugi. Čisti homopolimer se jako razlikuje od modernih polietilena na koje smo navikli i ima vrlo ograničenu primjenu zbog svoje vrlo velike gustine i niske fluidnosti.
Postoje i druge posebne vrste polietilena. Dakle, dodijelite linearni PE niske gustine- LLDPE ili LLDPE , koji se uglavnom koristi za proizvodnju kontejnera i ambalaže.
Bimodal PEto je polietilen koji se sintetizira po dvoreaktorskoj kaskadnoj tehnologiji, tj. postoje dvije velike frakcije s različitim molekularnim težinama - mala molekulska težina je odgovorna za fluidnost, visoka molekulska težina - za fizičke i mehaničke karakteristike.
Umreženi PE(PE-X ili XLPE, PE-S) - polimer etilena sa umreženim molekulima (PE - PolyEthylene, X - Cross-linked). Šav je trodimenzionalna mreža zbog formiranja poprečnih veza. metalocen PE je polimer etilena koji se dobija upotrebom katalizatora sa jednim mestom polimerizacije. Obično se označava mLLDPE, mMDPE ili mHDPE.
Najvažniji kopolimer etilena je sevilen, u stranim časopisima prihvaćen je naziv EVA - etilen vinil acetat.
Slika 2. Struktura potrošnje LDPE, HDPE, sevilena, kao i ukupna potrošnja PE po sektorima u Rusiji u 2014.Na slici 2 prikazan je odnos HDPE, LDPE i najvažnijeg od kopolimera etilena - savilena u strukturi potrošnje u Rusiji. Slika pokazuje da su glavni sektori potrošnje PE u 2014. godini bili proizvođači kontejnera i ambalaže, folija, cijevi, proizvoda za domaćinstvo i kućanstvo, koji su činili više od 86% ukupne količine potrošenog PE.
U isto vrijeme, različite vrste PE su u različitoj potražnji u sektorima potrošnje. Tako je, na primjer, sektor PE cijevi u potpunosti predstavljen samo HDPE-om. HDPE se koristi za proizvodnju cijevi klase PE-100, PE-100+.
Obrnuta slika se vidi u slučaju filmske produkcije. Ako se samo 6% HDPE koristi za proizvodnju filma, tada je udio LDPE već 43%, što čini polietilen visokog pritiska i niske gustine najpogodnijim za ovaj sektor potrošnje. Isto važi i za proizvodnju PE limova, kao i za proizvodnju kablova. U proizvodnji kontejnera i ambalaže, HDPE i proizvodi pod visokim pritiskom su zastupljeni gotovo podjednako (30 i 28%). 13% HDPE ide za proizvodnju proizvoda za domaćinstvo i domaćinstvo, dok LDPE ide oko 18% za ovu namjenu.
Etilen i vinil acetat mlaznica - sevilen nije tako masovno zastupljen kao HDPE i LDPE, njegovo učešće u ukupnoj proizvodnji PE iznosi samo 0,65%. Istovremeno dolazi do duplo više savilena Rusko tržište preko uvoza. Sevilen ide na proizvodnju proizvoda za domaćinstvo i domaćinstvo - 42%, kontejnera i ambalaže - 32%, folije 15% i kablova 6%.
Među glavnim davaocima licenci tehnologija proizvodnje poliolefina već dugo postoji trend konsolidacije i globalizacije proizvođača. Broj učesnika na tehnološkom tržištu opada, na kraju, samo najveći igrači imaju priliku da razvijaju sopstvenu tehnologiju. Glavni davaoci licence za proizvodnu tehnologiju prikazani su u tabeli 2.
Table 2. Davaoci licence tehnologije i glavne tehnologije za proizvodnju PE.

Ime Vlasnik Vrsta polimerizacije Proizvodi
UNIPOL PE UnionCarbide gasna faza LLDPE, HDPE
INNOVENE BP Chemicals gasna faza LLDPE, HDPE
Innovene G BP Chem. gasna faza LLDPE, HDPE
EXXPOL ExxonMobil gasna faza LLDPE, HDPE
COMPACT (Stamylex) DSM Rješenje LLDPE, HDPE
SFERILE Basell Gasna faza, kaskada LLDPE, HDPE
HOSTALEN Basell Gasna faza, kaskada HDPE
LUPOTECH T Basell u masi LDPE, sevilen
ENERGX Eastman Chemical gasna faza LLDPE, HDPE
SCLAIRTECH NOVA Chemicals gasna faza LLDPE, HDPE
BORSTAR PE Borealis Ovjes, kaskadni LLDPE, HDPE
PHILLIPS Phillips Suspenzija LLDPE, HDPE
CX Mitsui Chemicals Gasna faza, kaskada HDPE

Vodeći igrači na globalnom tržištu po postojećim kapacitetima u svijetu su Dow i Carbide, čija je Unipol tehnologija je najpopularnija tehnologija na svijetu. Još jedna jednako popularna tehnologija je Innovene, vlasništvo BP . Spajanje između Dow-a i UnionCarbide-a 2000. godine donijelo je Dowu kontrolu nad UnionCarbideovim 50 posto udjela u Univation-u.
Sve proizvodne tehnologije mogu se podijeliti prema principu rada reaktora za sintezu polietilena. Tehnologije Unipol , Innovene , Exxpol , Spherilene , Hostalen , Sclairtech i CX (Mitsui ) se zasnivaju na reakciji polimerizacije u gasnoj fazi etilena i kopolimera. Reakcija se odvija na 70-110 0 C, pritisku 15-30 bara u prisustvu Ziegler-Natta katalizatora.
Hostalen Technologies - Basell i CX - MitsuiChemicals drugi kaskadni polimerizacijski reaktor je također predviđen. Time se ostvaruje mogućnost dobijanja bimodalnog PE visoke gustine mešanjem dve velike frakcije sa različitim molekulskim masama - male molekulske težine, odgovorne za fluidnost, i visoke molekulske težine, za fizičke i mehaničke karakteristike. Sintezu polietilena u gasnoj fazi karakterišu niski kapitalni i operativni troškovi i omogućava proizvodnju i LDPE i HDPE u širokom rasponu. Zbog toga su tehnologije gasne faze najpopularnije u Rusiji i svetu.
DSM nudi tehnologiju za proizvodnju PE pomoću sinteze rastvora. Proizvodi LLDPE pomoću vlasničke tehnologije COMPACT Solution (Stamylex) u kombinaciji sa Ziegler katalizatorima. COMPACT tehnologija je vrlo fleksibilan proces za proizvodnju visokokvalitetnih polimera. Sinteza u rastvoru se izvodi na temperaturi od 150-300 0 i pritisku od 30-130 bara u prisustvu Ziegler-Natta katalizatora ili metalocenskog katalizatora. Okten se koristi kao rastvarač. U slučaju korištenja drugog tečnofaznog reaktora moguće je dobiti i bimodalni PE. Tehnologiju karakterišu veći kapitalni i operativni troškovi u poređenju sa sintezom u gasnoj fazi. Među glavnim proizvođačima linearnog polietilena, tehnologiju COMPACT koristi LG Chemicals, Hyundai Petrochemical Co.
BorstarPE - Borealis i Philips nude tehnologiju proizvodnje PE niske gustine u suspenziji izobutana, pri čemu se reakcija odvija na 85-100 0 C, pritisku od 4,2, nakon čega se dobijena smjesa odvaja i degazira na 80-85 0 C. Posebna petlja je koristi se u ovom slučaju ( slurryloop )reaktor. Moguće je koristiti kaskadnu shemu za dobijanje bimodalnog PE, koristeći drugi reaktor.
Slika 3. Vrste pogona za proizvodnju PE. Principi reaktora u shemama.

Slike 3 i 4 pokazuju da br univerzalna metoda dobijanje svih vrsta PE. Svaki način dobivanja PE pokriva samo dio proizvodnje polietilena. Najširi asortiman proizvoda može se dobiti u gasnofaznom reaktoru Unipol, Innovene, Exxpol, Spherilene, Hostalen, Sclairtech i CX (Mitsui), ali svaka od ovih tehnologija, zauzvrat, ima i svoja ograničenja. Tehnologija Unipol/UnipolII može ponuditi najkompletniji asortiman proizvoda, ali čak i ova tehnologija ima značajna ograničenja, uglavnom vezana za PE proizvode visoke gustine sa niskim indeksom protoka. Takvi proizvodi se koriste za proizvodnju HDPE proizvoda puhanjem, filmova i cijevi, u tim slučajevima je potreban bimodalni PE, za čiju proizvodnju se, pak, koristi kaskadni reaktor koji se sastoji od dva uzastopna reaktora s različitim uvjetima polimerizacije.

Slika 4. Principi proizvodnje i vrste proizvoda.

Slika 5. Korespondencija metoda proizvodnje i vrsta proizvedenih PE proizvoda.

Kaskadni reaktor se može implementirati i za procese polimerizacije u gasnoj fazi (Spherilene i Hostalen, oba Basell) i za procese polimerizacije u suspenziji (Philips). Međutim, postrojenja s dva reaktora su mnogo skuplja i teže se održavaju.
Vrste polietilena visoke gustine namijenjene za ekstruziono oblikovanje zahtijevaju visok indeks tečnosti. Takvi proizvodi se koriste za cijevi od polietilena. Dakle, brojevi u najpoznatijim klasama cijevi PE 60, PE 80, PE 100, PE 100+ odgovaraju njihovom indeksu protoka.

Proizvodnja polietilena, najtraženijeg polimera, zasniva se na reakciji polimerizacije gasnog etilena. To je termoplastični polimer, klasa organskih polifenola. Njegovu popularnost objašnjava čitav niz tehnoloških svojstava koja omogućavaju proizvodnju mnogih proizvoda za domaćinstvo i proizvoda za različita područja industrijske proizvodnje. Važan faktor u potražnji za ovim materijalom je njegova niska cijena u odnosu na analoge koji se koriste u istim područjima.

Kratka poslovna analiza:
Troškovi osnivanja preduzeća:150 - 250 hiljada dolara
Relevantno za gradove sa stanovništvom: Nema limita
Situacija u industriji:niska konkurencija
Složenost organizacije poslovanja: 4/5
Otplata: 12 – 14 mjeseci

Glavne vrste polietilena

  • HDPE - polietilen niskog pritiska, ili PVP - visoke gustine;
  • LDPE - visokog pritiska, ili PNP - niske gustine;
  • PSD - srednjeg pritiska, ili PSP - srednje gustine.

Osim ovih vrsta polimera, postoje i drugi: umreženi - PEX, pjenasti i hlorosulfonirani (CSP) polietileni.

Polietilen je jedan od najčešće korištenih savremeni materijali u proizvodnji:

  • ambalažne, skupljajuće, poljoprivredne i druge vrste folija;
  • vodovodne, plinske i druge vrste cijevi;
  • razna sintetička vlakna;
  • Posude za razne vrste tekućina;
  • širok spektar građevinskih materijala;
  • sanitarni proizvodi;
  • posuđe i predmeti za kućanstvo;
  • Izolacijski materijali za električne kabele;
  • dijelovi za automobile, alatne mašine, razna oprema, alati i druga oprema;
  • proteze za stomatologiju i druge vrste endoproteza;
  • polietilenska pjena.

Širok spektar potrošačkih svojstava polietilena je rezultat čitavog niza kemijskih, fizičkih, mehaničkih i dielektričnih karakteristika ovog materijala. Stoga je tražen u radio-elektrotehničkoj, kablovskoj, hemijskoj, građevinskoj, medicinskoj i mnogim drugim industrijama.

Posebne sorte ovog materijala, poput polietilenske pjene, umrežene, supermolekularne, hlorosulfonirane, efikasno se koriste u proizvodnji građevinskih materijala. Iako polietilen sam po sebi nije strukturalne strukture, ojačanje staklenim vlaknima omogućava njegovu upotrebu u strukturalnim kompozitnim proizvodima.

Polietilen se također koristi kao materijal koji se može reciklirati. Njegov otpad se savršeno reciklira za dalju upotrebu.

Tehnologija proizvodnje polietilena

Polietilenski polimer se dobija kao rezultat hemijske reakcije za polimerizaciju etilena pod različitim uslovima iu prisustvu određenih katalizatora. U zavisnosti od uslova reakcije - temperature, pritiska i katalizatora, polietilen poprima radikalno različite karakteristike.

Najčešće praktičnu vrijednost imaju tri vrste polietilena - niskog, srednjeg i visokog pritiska. Stoga je vrijedno razmotriti tehnologiju za dobivanje ovih konkretnih materijala. Treba napomenuti da se polietilen srednje gustoće smatra samo vrstom HDPE-a i tehnologija za njihovu proizvodnju se ne razlikuje.

Proizvodnja polietilena niske gustine

HDPE se proizvodi od pročišćenog plina etilena. Proces se odvija na temperaturi od 100-150°C pri pritisku do 4 MPa. U reakciji polimerizacije mora biti prisutan katalizator: ili trietilaluminij ili titan tetrahlorid. Proces može biti kontinuiran ili kratkotrajan, sa prekidima.

Postoji niz tehnologija za proizvodnju polietilena, koje se razlikuju po vrsti strukture koja se koristi, veličini reaktora i načinu prečišćavanja polimera od katalizatora. Cijeli tehnološki proces podijeljen je u tri faze:

  • polimerizacija polietilena;
  • čišćenje od katalizatora;
  • sušenje.

Neophodan uslov za normalan tok reakcije polimerizacije je konstantna temperatura, koja se održava uz pomoć isporučenog etilena i njegovih zapremina. Proces polimerizacije uz sudjelovanje katalizatora ima svoje nedostatke - rezultirajući proizvod je neizbježno kontaminiran ostacima katalizatora.

To ne samo da mrlje polietilen u neprihvatljivom Smeđa boja, ali i pogoršava njegova hemijska svojstva. Da bi se uklonio ovaj nedostatak, katalizator se uništava, a zatim otapa i filtrira. Dobiveni polimer se ispere u posebnoj centrifugi u koju se dodaje metil alkohol.

Nakon pranja se istiskuje, dodaju mu se tvari koje povećavaju njegovu snagu i izgled. Za poboljšanje vanjskih kvaliteta dodaje se vosak koji polietilenu daje sjaj. Nadalje, proizvod polimerizacije ulazi u sušare i granulatore. Glavne vrste polietilena proizvode se u obliku praha, kompozitne vrste - u obliku granula.

Proizvodnja polietilena visoke gustine

LDPE se proizvodi na temperaturi od najmanje 200 ° C, pri pritisku od 150 do 300 MPa, kisik djeluje kao aktivator reakcije. Oprema za proizvodnju polimera - autoklavni i cevasti reaktori.

Cjevasti reaktor je duga posuda u obliku cijevi u kojoj se reakcija polimerizacije odvija pod visokim pritiskom. Polimer se u obliku taline uklanja iz reaktora i ulazi u separator srednjeg pritiska, gdje se izoluje od neizreagiranog etilena. Zatim, prema tehnološkoj shemi, ulazi u ekstruder i izlazi iz njega u obliku granula, te se šalje na dodatnu obradu. Ova tehnologija je najtraženija među proizvođačima.

Reaktori u autoklavu su cilindrične, vertikalno raspoređene jedinice u kojima se polimerizacija etilena odvija sa inicijatorom reakcije. Reaktori se razlikuju po uslovima reakcije, uključujući uslove odvođenja toplote. Koncentracije inicijatora i parametri reakcione mase.

Razlike u toku hemijskih reakcija. Različite vrste oprema i druge razlike određuju strukturne karakteristike rezultirajućeg proizvoda polimerizacije.

Unatoč vrsti reaktora, shema za proizvodnju LDPE-a za njih je ista:

  • dovod sirovine i inicijatora u prijemnik reaktora;
  • zagrijavanje sastojaka i povećanje parametara tlaka;
  • posredno snabdevanje sirovinama i inicijatorom;
  • izolacija neizreagiranog etilena i njegovo prikupljanje za ponovnu upotrebu;
  • hlađenje dobijenog polimera, rasterećenje pritiska;
  • granulacija finalnog proizvoda, pranje, sušenje, pakovanje.

Pjenasti polietilen ili PPE je polimer porozne strukture i visokih performansi i tehničkih karakteristika. Široko se koristi kao toplotnoizolacioni materijal u građevinarstvu i inžinjeringu instrumenata, kao i kao materijal za pakovanje u drugim oblastima.

Tehnologiju proizvodnje ovog polimera karakterizira određena složenost. Za njegov kompletan ciklus potrebna je posebna oprema: mikseri, utovarivači, rashladni uređaji, pumpe visokog pritiska. Ali najvažnija oprema u proizvodnji polietilenske pjene su ekstruderi. LDPE se koristi kao sirovina, freoni i mješavine alkana, na primjer, butan, koriste se kao sredstva za napuhavanje.

Ovisno o karakteristikama proizvodne tehnologije, razlikuju se dvije vrste LZO - umrežene i ne-povezane. Proces pjene se odvija pod određenim pritiskom i uz visoke temperature. Faze tehnološkog procesa:

  • miješanje;
  • forsiranje smjese kroz ekstruder;
  • šivanje filma;
  • pjenjenje;
  • dobijanje praznina u obliku ploča, filmova i drugih poluproizvoda.

    • Kako bi se izbjegli troškovi velike proizvodnje polimera, može se iskoristiti njihova reciklaža. Od recikliranih materijala proizvodi se visokokvalitetni granulirani polimerni proizvod, koji po svojim karakteristikama ni na koji način nije inferioran u odnosu na dobiveni primarni polimerni proizvod.

    Sirovina se drobi. Zatim se opere i osuši u centrifugi. Očišćena sirovina prolazi kroz operaciju aglomeracije i ide u granulaciju. To je krajnji proizvod recikliranja polietilena.

    Oprema za proizvodnju polietilena razlikuje se prema namjeni i vrsti prerađenih sirovina. Tehnološki lanac predstavlja sljedeća oprema:

    • jedan ili više ekstrudera-granulatora;
    • mašina za rezanje;
    • utovarivači koji rade na bazi vakuuma;
    • pumpe opremljene filterima za taline;
    • Vibrirajuća sita;
    • kupke za hlađenje;
    • transporteri;
    • bunker za nabavku sirovina;
    • mlinovi.

    Nabavka nove osnovne opreme za proizvodnju polietilena može biti u rasponu od 120-200 hiljada dolara, a nova domaća oprema koštaće upola manje.

    Kako organizirati pogon za proizvodnju polietilena

    Svaki proizvodni posao počinje izradom poslovnog plana.

    Izrada poslovnog plana

    Svrha poslovnog plana je da obezbedi opće informacije o autoru projekta, opis proizvoda koje će proizvoditi. Ciljevi projekta također treba biti objavljeni, tehnologija proizvodnje treba biti detaljno opisana.

    Ako je ova tehnologija nova, onda u poslovnom planu treba da budu predstavljeni zaključci nadležnih organa o njenoj bezbednosti za životnu sredinu i zdravlje ljudi.

    soba

    Industrijska proizvodnja, a to je proizvodnja polietilena, treba da se nalazi u industrijskoj zoni naselja. Za proizvodne prostorije postoje određeni sanitarni i tehnički zahtjevi. Površina ne smije biti manja od 100 kvadratnih metara. metara, njegova visina ne smije biti niža od 10 metara. Proizvodne hale moraju biti zaštićene od požara i dobro provetrene.

    Papirologija

    Prije svega, potrebno je da registrujete svoj biznis. To može biti pojedinačni preduzetnik ili DOO. Takođe morate dobiti dozvole u ovim slučajevima:

    • Gradska uprava;
    • vatrogasne, ekološke i sanitarno-epidemiološke službe;
    • električni nadzor.

    Obračun troškova

    Prvo se izračunava prihod od proizvodnje:

    • koliko se u prosjeku troši na proizvodnju određenog obima proizvodnje;
    • kolika je njegova tržišna vrijednost;
    • koliki je prihod.
    • troškovi dozvola;
    • priprema prostorija;
    • nabavka opreme;
    • nabavka sirovina.

    Mjesečni troškovi:

    • plate zaposlenih;
    • plaćanje zakupnine prostorija;
    • porezi i komunalije.

    Profitabilnost poslovanja

    Uz stabilan rad preduzeća i dobar početni kapital za nabavku opreme, ovaj posao se isplati za 12-14 meseci. Nakon godinu dana stabilnog rada, troškovi opreme mogu se u potpunosti isplatiti i postrojenje će donijeti neto profit.

    U istoriji nauke neka otkrića su se dogodila slučajno, a materijali koji su danas traženi često su nusproizvod neke vrste iskustva. Sasvim slučajno su otkrivene anilinske boje za tkanine, koje su kasnije donijele ekonomski i tehnički iskorak u lakoj industriji. Slična priča se dogodila i sa polietilenom.

    otkrivanje materijala

    Prvi slučaj dobijanja polietilena dogodio se 1898. godine. Tokom zagrijavanja dijamezotana, hemičar njemačkog porijekla Hans von Pechmann otkrio je čudan talog na dnu epruvete. Materijal je bio prilično gust i podsjećao je na vosak; kolege naučnika nazvali su ga polimetilin. Ova grupa naučnika nije otišla dalje od slučajnosti, rezultat je bio gotovo zaboravljen, niko nije bio zainteresovan. Ali ideja je i dalje visila u zraku, zahtijevajući pragmatičan pristup. I tako se dogodilo, nakon više od trideset godina, polietilen je ponovo otkriven kao slučajni proizvod neuspješnog eksperimenta.

    Englezi preuzimaju i pobjeđuju

    Moderni polietilenski materijal rođen je u laboratoriji britanske kompanije Imperial Chemical Industries. E. Fosett i R. Gibson su izveli eksperimente sa gasovima visokog i niskog pritiska i primetili da je jedna od jedinica opreme u kojoj su eksperimenti izvedeni prekrivena nepoznatom voštanom supstancom. Zainteresovan nuspojava, nekoliko puta su pokušali da nabave supstancu, ali bezuspješno.

    M. Perrin, zaposlenik iste kompanije, uspio je sintetizirati polimer dvije godine kasnije. Upravo je on stvorio tehnologiju koja je poslužila kao osnova za industrijsku proizvodnju polietilena. U budućnosti su se svojstva i kvalitete materijala mijenjali samo uz pomoć raznih katalizatora. Masovna proizvodnja polietilena počela je 1938. godine, a patentirana je 1936. godine.

    Sirovina

    Polietilen je čvrst polimer bijele boje. Spada u klasu organskih jedinjenja. Od čega se pravi polietilen? Sirovina za njegovu proizvodnju je etilen gas. Gas se polimerizuje pod visokim i niskim pritiskom, na izlazu se dobijaju granule sirovine za dalju upotrebu. Za neke tehnološke procese polietilen se proizvodi u obliku praha.

    Glavni tipovi

    Do danas se polimer proizvodi u dva glavna razreda LDPE i HDPE. Materijal proizveden na srednjem pritisku je relativno nov izum, ali će se u budućnosti broj proizvedenih proizvoda stalno povećavati zbog poboljšanja karakteristika i širokog polja primjene.

    Za komercijalnu upotrebu proizvode se sljedeće vrste materijala (klase):

    • Mala gustina ili drugo ime - visoki pritisak (LDPE, LDPE).
    • Visoka gustina ili nizak pritisak (LDPE, PNP).
    • Linearni polietilen ili polietilen srednjeg pritiska.

    Postoje i druge vrste polietilena, od kojih svaka ima svoja svojstva i opseg. U procesu proizvodnje granuliranom polimeru se dodaju različite boje koje omogućavaju dobijanje crnog polietilena, crvene ili bilo koje druge boje.

    LDPE

    Polietilen proizvodi hemijska industrija. Plin etilen je glavni element (od kojeg se pravi polietilen), ali ne i jedini koji je potreban za dobivanje materijala.

    • Temperatura grijanja je do 120 °C.
    • Način rada pritiska do 4 MPa.
    • Stimulator procesa je katalizator (Ziegler-Natta, mješavina titan hlorida sa organometalnim jedinjenjem).

    Proces je praćen taloženjem polietilena u obliku pahuljica, koje se zatim podvrgavaju procesu odvajanja od otopine nakon čega slijedi granulacija.

    Ovu vrstu polietilena karakterizira veća gustoća, otpornost na toplinu i kidanje. Područje primjene su razne vrste ambalažnih folija, uključujući i one za pakovanje vrućih materijala/proizvoda. Od granuliranih sirovina ove vrste polimera livenjem se izrađuju dijelovi za mašine velikih dimenzija, izolacijski materijali, cijevi visoke čvrstoće, roba široke potrošnje itd.

    Polietilen niskog pritiska

    Proizvodnja PNP-a ima tri metode. Većina preduzeća koristi metodu "suspenzivne polimerizacije". Proces dobivanja PNP odvija se uz sudjelovanje suspenzije i konstantnog miješanja sirovine, a za pokretanje procesa potreban je katalizator.

    Druga najčešća metoda proizvodnje je polimerizacija rastvora pod uticajem temperature i učešćem katalizatora. Metoda nije previše efikasna, jer tokom procesa polimerizacije katalizator reaguje, a konačni polimer gubi neke od svojih kvaliteta.

    Posljednja od metoda za proizvodnju PNP je polimerizacija u plinskoj fazi, gotovo je postala stvar prošlosti, ali se ponekad nalazi u pojedinačnim poduzećima. Proces se odvija mešanjem gasnih faza sirovine pod uticajem difuzije. Konačni polimer se dobija heterogene strukture i gustine, što utiče na kvalitet gotovog proizvoda.

    Proizvodnja se odvija na sledeći način:

    • Temperatura se održava na 120°C do 150°C.
    • Pritisak ne bi trebao biti veći od 2 MPa.
    • Katalizatori za proces polimerizacije (Ziegler-Natta, mješavina titan hlorida sa organometalnim jedinjenjem).

    Materijal ove metode proizvodnje karakterizira krutost, visoka gustoća, niska elastičnost. Stoga je opseg njegove primjene industrija. Tehnički polietilen se koristi za proizvodnju kontejnera velikih dimenzija sa povećanim karakteristikama čvrstoće. Potreban u građevinskoj industriji hemijska industrija, za proizvodnju robe široke potrošnje, gotovo se ne koristi.

    Svojstva

    Polietilen je otporan na vodu, mnoge vrste rastvarača, kiseline ne reaguje sa solima. Prilikom gorenja oslobađa se miris parafina, uočava se sjaj plave nijanse, vatra je slaba. Do raspadanja dolazi pri izlaganju dušične kiseline, hlora i fluora u gasovitom ili tečno stanje. Tokom starenja, koje se dešava na vazduhu, u materijalu se stvaraju poprečne veze između lanaca molekula, što čini materijal krhkim, raspadanjem.

    Potrošačke kvalitete

    Polietilen je jedinstven materijal, poznat u svakodnevnom životu i proizvodnji. Malo je vjerovatno da će običan potrošač moći odrediti s koliko artikala iz njega dnevno naiđe. U globalnoj proizvodnji polimera, polietilen zauzima lavovski udio na tržištu - 31% ukupnog bruto proizvoda.

    Ovisno o tome od čega je napravljen polietilen i tehnologiji proizvodnje, određuju se njegove kvalitete. Ovaj materijal ponekad kombinira suprotne pokazatelje: fleksibilnost i čvrstoću, duktilnost i tvrdoću, jaku otpornost na istezanje i kidanje, otpornost na agresivne medije i biološke agense. U svakodnevnom životu koristimo pakete različite gustine, posuđe za jednokratnu upotrebu, poklopci od polietilena, dijelovi kućanskih aparata i još mnogo toga.

    Područja upotrebe

    Upotreba polietilenskih proizvoda nema ograničenja, bilo koju industriju ili ljudsku aktivnost prati ovaj materijal:

    • Polimer se najviše koristi u proizvodnji ambalažnih materijala. Ovaj dio primjene čini oko 35% svih proizvedenih sirovina. Takva upotreba opravdana je svojstvima odbijanja prljavštine, nepostojanjem okruženja za pojavu gljivične infekcije i vitalnom aktivnošću mikroorganizama. Jedan od uspješnih nalaza je polietilenski rukav, koji se široko koristi. Promjenom dužine prema vlastitom nahođenju, korisnik je ograničen samo širinom paketa.
    • Sjećajući se od čega je napravljen polietilen, postaje jasno zašto je stekao popularnost kao jedan od najboljih izolacijskih materijala. Jedan od njegovih traženih kvaliteta u ovoj oblasti bio je nedostatak električne provodljivosti. Neizostavna su i njegova vodoodbojna svojstva, što je našlo primjenu u proizvodnji hidroizolacijskih materijala.
    • Otpornost na destruktivnu snagu vode kao otapala omogućava proizvodnju polietilenskih cijevi za kućne i industrijske potrošače.
    • Građevinska industrija koristi svojstva izolacije buke polietilena, njegovu nisku toplinsku provodljivost. Ova svojstva bila su korisna u proizvodnji materijala na bazi nje za izolaciju stambenih i industrijskih objekata. Tehnički polietilen se koristi za izolaciju toplotnih puteva, u mašinstvu itd.
    • Materijal nije ništa manje otporan na agresivna okruženja hemijske industrije, polietilenske cijevi se koriste u laboratorijama i kemijskoj industriji.
    • U medicini je polietilen koristan u obliku zavoja, proteza udova, koristi se u stomatologiji itd.

    Metode obrade

    Ovisno o tome kako su granulirane sirovine obrađene, ovisit će o tome koja marka polietilena će se dobiti. Uobičajeni načini:

    • Ekstruzija (ekstruzija). Koristi se za pakovanje i proizvodnju drugih vrsta folija, limova za gradnju i dekoraciju, proizvodnju kablova, polietilenskih navlaka i drugih proizvoda.
    • Casting, način. Uglavnom se koristi za materijale za pakovanje, kutije itd.
    • Ekstruziono puhano, rotaciono. Ovom metodom dobivaju se volumetrijske posude, velike posude i posude.
    • Pojačanje. Prema određenoj tehnologiji, armaturni elementi (metalni) se polažu u formiranu masu polietilena, što omogućava dobivanje građevinskog materijala povećane čvrstoće, ali po nižoj cijeni.

    Od čega se sastoji polietilen, osim glavnih sastojaka? Obavezni su procesni katalizator i aditivi koji mijenjaju svojstva i kvalitete gotovog materijala.

    Reciklaža

    Stabilnost polietilena je njegov plus kao potrošačkog proizvoda i njegov minus kao jednog od glavnih zagađivača. okruženje faktori. Danas reciklaža postaje važna. Sve vrste polietilena mogu se reciklirati i reciklirati u granulirane sirovine, od kojih se mogu proizvoditi mnoga popularna potrošačka i industrijska roba.

    Plastične čepove, kese, boce razlagat će se na deponiji stotinama godina, a nagomilani otpad truje prirodne vitalne resurse. Svjetska praksa pokazuje porast broja preduzeća koja prerađuju polietilen. Skupljajući zapravo smeće, u takvim kompanijama vrše njegovu sanaciju, drobe ga. Na taj način dolazi do uštede resursa, zaštite životne sredine i proizvodnje traženih proizvoda.


    Proizvodnja polimernog filma je praćena opasnim emisijama u atmosferu i klasifikovana je kao štetna. A prilikom njegove organizacije treba uzeti u obzir posebne zahtjeve.

    Primarni zahtjevi

    Preduzeće bi trebalo da se nalazi u industrijska zona. Prostorija mora biti zagrijana i imati sistem prisilne ventilacije. Opskrba vodom je obavezna, njena potrošnja se može povećati kada se koriste posebni uređaji za tretman.

    Za nesmetani rad linije bit će potrebna trofazna električna veza (380 V) i uzemljenje svih elemenata kola. Potreban je sistem zaštite od požara i plan evakuacije. Uređenje opreme i organizacija radnih mjesta moraju biti u skladu sa standardima GOST.

    Karakteristike radionice

    Ukupna površina radionice treba da bude najmanje 300 kvadratnih metara, a visina plafona je najmanje 8 m. Za uređenje enterijera moraju se koristiti negorivi materijali.

    Prostoriju treba podijeliti u 3 odjeljka:

    • proizvodni pogon;
    • skladišta, koja moraju biti parno i vodonepropusna;
    • izložbeni prostor.

    Oprema za proizvodnju polietilenske folije

    Uspostavljanje proizvodnje polietilena, potrebno je kupiti(navedeno u dolarima):

    • Ekstruder 60000-300000
    • Flexo štamparska mašina 30000-50000
    • Specijalna mašina za izradu držača za pakovanje 20000-40000
    • Multifunkcionalna mašina za pravljenje torbi 8000-10000

    Kako možete smanjiti troškove

    Kupovinom rabljene linije možete uštedjeti do 50% ulaganja. U ovom slučaju, trošak u dolarima će biti sljedeći:

    • Ekstruder 6000-8000
    • Flexo štamparska mašina 3000-6000
    • 10000-20000 Mašina za izradu plastičnih klipova za pakovanje
    • Mašina za pravljenje vreća 4000

    Koju opremu odabrati - rabljenu ili novu

    Nova oprema ima niz prednosti:

    • garancija proizvođača;
    • izdržljivost;
    • implementaciju u budućnosti.

    Ali njegov glavni nedostatak je visoka cijena koju početnik biznismen nije spreman platiti. U ovom slučaju, kupovina rabljene opreme je najbolja opcija.

    Ali izbor takve linije mora se povjeriti iskusnom stručnjaku kako ne bi kupovali pohabanu ili nekvalitetnu opremu.

    Sirovine za proizvodnju polietilenske folije

    Proizveden od polimernih granula upotrebom 2 vrste polietilena sa različitim pritiscima:

    • visoka (PVD) za pakovanje i skladištenje prehrambenih proizvoda;
    • niske (HDL) za rasutu robu.

    Najisplativije je kupiti južnokorejski granulat, cijena tone supstance je 340 eura. Ali možete koristiti i domaće sirovine, njihova cijena varira u rasponu od 420-750 dolara. Da biste dodatno smanjili troškove proizvodnje, možete prijeći na sekundarni granulat.


    Tehnologija proizvodnje polietilenske folije

    Dobijeni sloj se ohladi, razvalja valjkom i uz pomoć mašine seče na jednake delove.

    Uzorak se nanosi pomoću valjaka, na koje se boja dovodi kroz poseban dozator.

    Gotovo platno ulazi u mašinu za izradu vrećica, gdje se formira šablon proizvoda. Presa pravi rupe za ručke, a specijalna mašina zaptiva ivice. Slijedi pakovanje proizvoda i kontrola kvaliteta.

    Regrutacija

    Za produktivan rad dovoljno je zaposliti 6 ljudi: direktora, računovođu, tehnologa i 3 radnika.

    Tehnologija proizvodnje filma je prilično jednostavna, održavanje mašina je jednostavno. Stoga se proizvodnja polietilena može povjeriti početnicima, prethodno ih naučivši svemu.

    Profitabilnost preduzeća

    Početna investicija iznosiće oko 38.000 dolara. za kupovinu polovnih opreme i papirologiju. A mjesečni troškovi u dolarima će biti sljedeći:

    • iznajmljivanje prostorija 600;
    • grijanje, struja 200;
    • komunalije 160;
    • plata zaposlenih 2700;
    • porez 450.

    ukupan iznos biće 3810 dolara.

    Proizvodni kapacitet linije omogućava proizvodnju 70 vreća za 60 sekundi. Šta u veleprodajna cijena roba za 0,01 dolar. će vam omogućiti da primate mjesečni prihod od 6000 dolara.

    A neto profit biće oko 2200 dolara. Uzimajući u obzir početnu investiciju, preduzeće bi trebalo da se isplati za 1,5 godinu.

    Proizvodnja polietilena je veoma. Ali prikazani proračuni su zasnovani na idealnim uslovima potražnje.

    U stvarnosti, profit će ovisiti o mogućnostima prodaje i inflaciji.




    Pošaljite svoj dobar rad u bazu znanja je jednostavno. Koristite obrazac ispod

    Studenti, postdiplomci, mladi naučnici koji koriste bazu znanja u svom studiranju i radu biće vam veoma zahvalni.

    Hostirano na http://www.allbest.ru/

    Uvod

    Prosječno povećanje potrošnje PE u Ukrajini u posljednje 3 godine iznosilo je 31% svih vrsta polimera. Trenutna proizvodnja polietilena u Ukrajini koncentrirana je u CJSC "Lukor" (Kalush, Ivano-Frankivsk region). Godišnje ovo preduzeće proizvede 70 hiljada tona polietilena. To pokazuje da je takav proizvod kao što je polietilen danas relevantan i konzumiran. Najveći dio proizvedenog polietilena (50-60%) koristi se u proizvodnji folija i limova. Ostatak ide na brizgane proizvode, premaze, izolacijske materijale za industriju kablova, proizvode za ekstruziju, puhane proizvode i cijevi. Ali ovo je samo površan pregled upotrebe polietilena, o čemu će se detaljnije govoriti u ovom radu.

    Ovo seminarski rad je:

    pregled i analizu naučne i tehničke literature, sticanje veština za rad sa njom;

    · proučavanje osnovnih materijalno-tehničkih procesa tehnologije proizvodnje polietilena niske gustine;

    Razmatranje sirovinske baze od koje je napravljen, uključujući sve vrste aditiva koji se dodaju polietilenu;

    · proučavanje asortimana polietilena, upotrebe proizvoda od njega i analiza položaja polietilena na modernom ukrajinskom tržištu;

    · Razmatranje glavnih metoda za procjenu kvaliteta polietilena.

    1. Asortiman

    Polietilen visokog pritiska (LDPE) je čvrsta elastična tvar mat ili biserno bijele boje, koja na dodir podsjeća na parafin; bez mirisa je, netoksičan, zapaljiv (nastavlja da gori nakon uklanjanja iz plamena). Polietilen proizveden pod visokim pritiskom ima razgranatu strukturu i polietilen male gustine spada u grupu termoplastičnih polimera. Na sl. 1 prikazuje polietilensku granulu.

    Rice. 1 LDPE granula

    Polietilen se koristi prilikom postavljanja polietilenske izolacije i plašta na električne kablove. Moguće je ekstrudirati polietilen u mješavini sa praškastim tvarima kako bi se dobio porozni polietilen.

    Zbog hemijske inertnosti, lakoće i čvrstoće, moguće je čuvanje jakih lijekova u polietilenskim bocama i bočicama. hemijske supstance(sumporna kiselina, fluorovodonična kiselina itd.), kao i prehrambeni proizvodi (mlijeko, masti, sokovi), parfemi, lijekovi.

    Cjevovodi od polietilena su mnogo lakši i jeftiniji. Cijevi se izrađuju prečnika 0,012-0,15 m i do 1-1,5 m. Dužina cijevi može doseći 120 m. Fleksibilnost i elastičnost cijevi omogućava im da se namotaju na bubnjeve, što je vrlo zgodno pri transportu i njihovo polaganje. Polietilenske cijevi apsolutno nisu podložne koroziji, ne pucaju kada se voda zamrzne u njima. U hemijskoj industriji koriste se za transport korozivnih tečnosti. Od polietilena se izrađuju i armature, ventili, ventili, obloge i ostali spojni elementi.

    Polietilen pokriva drvo, papir, karton. Nanosi se od topljenja polietilena na papir i daje mu sjaj, sjaj štampe, dobru fleksibilnost na niskim temperaturama. Polietilen se koristi za proizvodnju vlakana koja se mogu koristiti za izradu brodskih užadi, filterskih mreža, tkanina, presvlaka za automobile. U tekstilnoj industriji polietilen se koristi za impregniranje tkanina kako bi se stvorio vodoodbojni materijal, poboljšala otpornost na kidanje i povećala čvrstoća šavova.

    Medicinski instrumenti su napravljeni od polietilena, koristi se u plastična operacija i protetske tehnologije.

    Glavno brizganje nije samo za pojedinačne dijelove stroja, već i za kućišta za instrumente i druge figurirane proizvode.

    Značajan dio proizvedenog polietilena (oko 50%) prerađuje se u folije debljine 0,01-0,1 mm, koje se koriste kao ambalažni materijal za skladištenje lako navlaženih ili, obrnuto, sušnih tvari, kao što su gnojiva, pamuk, silika gel, prehrambeni proizvodi(meso, riba, hleb, so, brašno, kafa, povrće, voće i dr.), kao i razni proizvodi, aparati, alati u cilju zaštite od korozije.

    Zbog svojih odličnih električnih izolacijskih svojstava, polietilen je postao nezamjenjiv materijal za izolaciju televizijskih, telefonskih i telegrafskih kablova.

    Dodavanje polietilena niske molekularne težine bojama, lakovima i bojama daje im povećanu otpornost na abraziju. U industriji gume polietilen se široko koristi kao mazivo koje je savršeno kompatibilno s različitim vrstama gume.

    Polietilen, kao tržišni proizvod, proizvodi se u čistom obliku i sa aditivima (razni termo i svjetlosni stabilizatori, aditivi protiv lijepljenja filma itd.). U polietilen se unose tokom prerade u malim količinama (desetine procenta). Aditivi poboljšavaju kvalitetu gotovog polietilena.

    Dakle, u industriji kablova koristi se polietilen koji sadrži 0,5 i 2% čađi. Polietilen koji se koristi za proizvodnju cijevi za pitku i kućnu vodu sadrži 2% čađi (čađe), a za odvodne cijevi do 35% čađi. Polietilen punjen talkom, kredom, kaolinom i drugim supstancama (do 30-40% masenog udjela) koristi se kao konstrukcijski materijal za proizvodnju kanalizacijskih i drenažnih cijevi, nekorozivne i vatrootporne armature, kao i za kulturne i proizvodi za domaćinstvo, igračke, pribor i tako dalje.

    Ovisno o svojstvima i namjeni, polietilen se proizvodi u različitim razredima navedenim u tabeli 1.

    Tabela 1. Vrste polietilena, njihova područja primjene i način obrade

    Područje primjene

    Metoda obrade

    Izolacija žica i kablova, omoti kablova

    Tehnički proizvodi

    Cijevi i fitinzi za njih:

    tlačne cijevi

    cijevi bez tlačne armature

    Filmovi i filmski proizvodi:

    posebne namjene

    opće namjene (tehnički proizvodi, folije za poljoprivredu, itd.)

    za proizvodnju vreća za gnojiva i druge namjene u poljoprivredi

    za pakovanje hrane

    proizvodi za oblikovanje:

    sa dobrim elastičnim svojstvima

    sa sjajnom površinom

    opće namjene

    otvorenog tipa, kontakt sa hranom

    opće namjene

    posude i boce za dezinfekciona sredstva sa velikim otporom

    Komponente za punjenje (za punjenje dijelova električne opreme)

    Pokrivanje papira, tkanine itd.

    Premaz za pakovanje hrane

    Ekstruzija

    Pritiskom

    Ekstruzija

    Ekstruzija

    duva

    Ekstruzija

    10203-003 10103-002 10702-020 10403-003

    10003-002 10303-003

    10103-002 10403-003

    10203-003 15303-003

    10603-007 17603-006

    10702-020 15602-008

    10903-020 17902-017

    16902-020 15802-020

    10802-020 11303-040

    11502-070 11602-070

    10203-006 17702-010

    17602-006 10603-007

    10802-020 15802-020

    10903-020 17702-020

    12002-200 18202-055

    11903-080 12203-200

    12103-200 12303-200

    10702-020 11303-040

    11102-020 11502-070

    10702-020 11303-040

    11702-010 18109-035

    17902-017 11303-040

    10203-003 11502-070

    12402-700 16802-070

    12502-200 18302-120

    11502-070 16802-070

    11802-070 18302-120

    11502-070 16802-070

    Oznaka osnovnih klasa sastoji se od naziva materijala "polietilen" i osam cifara. Prva cifra "1" označava da se proces polimerizacije etilena odvija pod visokim pritiskom u cjevastim i miješanim reaktorima u prisustvu katalizatora. Sljedeće dvije cifre označavaju serijski broj osnovne marke. Peta znamenka uslovno određuje grupu gustoće polietilenske marke. Sljedeće tri cifre, napisane crticom, označavaju desetostruku vrijednost indeksa tečenja taline.

    Nakon klase polietilena, naznačena je klasa.

    2. Sirovina za proizvodnju polietilena

    2.1 Glavna sirovina

    Etilen. etilen -- hemijsko jedinjenje, opisan formulom C2H4, bezbojni plin s blagim mirisom. To je najjednostavniji alken (olefin). Sadrži dvostruku vezu i stoga pripada nezasićenim spojevima, ima visoku reaktivnost. Etilen se praktički ne nalazi u prirodi. U malim količinama nastaje u tkivima biljaka i životinja kao međuprodukt metabolizma. Igra izuzetno važnu ulogu u industriji, najproizvedenije organsko jedinjenje na svijetu.

    Trenutno, glavni izvor proizvodnje etilena je piroliza gasovitih i tečnih zasićenih ugljovodonika: etana, propana i pravolinijskih benzina.

    Svojstva etilena:

    Hemijska formula H2C=CH2

    Molekulska težina 28.05

    Stanje - gasovito

    Tačka topljenja 103,8 K (-169,2°C)

    Tačka ključanja 169,3 K (-103,7°C)

    Gustina pri normalnim uslovima 1,26 kg / m 3

    Gustoća tečnog etilena na 163,2 K (-109,8 ° C) - 610 kg / m 3

    Temperatura zapaljivosti 728 K (455°C)

    Čistoća etilena. Za polimerizaciju, etilen mora biti temeljno pročišćen od nečistoća. Nečistoće etilena dijele se u dvije glavne grupe - inertne i aktivne. Inertna nečistoća, prisutna u primjetnoj količini, na primjer 5-10%, smanjuje koncentraciju etilena za značajnu količinu, s obzirom na nisku kompresibilnost etilena.

    Etilenske aktivne nečistoće, kao što su spojevi vinilnog tipa, obično kopolimeriziraju s etilenom, mijenjaju svojstva rezultirajućeg polimera i utiču na brzinu polimerizacije.

    U zavisnosti od sadržaja nečistoća, specifikacije predviđaju proizvodnju tri vrste tečnog etilena: A, B i C. Etilen razreda A i B koristi se za proizvodnju polietilena i etilen oksida. Etilen razreda B - za proizvodnju drugih organskih proizvoda. Etilen u tečnom stanju mora biti u skladu sa zahtjevima i standardima.

    Katalizatori (inicijatori). Kao katalizatori za polimerizaciju etilena koriste se uglavnom molekularni kisik i organski peroksidi. Od peroksida u industriji najveću primenu našao je peroksid di-tert-butil, terc-butilperbenzoat i dr. Dejstvo inicijatora zavisi od stepena i brzine njegovog raspadanja na datoj temperaturi i od sposobnosti formirani radikali da reaguju sa monomerom.

    Drugi faktor koji karakteriše inicijator je sadržaj aktivnog kiseonika, tj. teoretski postotak aktivnog kisika u čistom peroksidu.

    U suhom obliku, peroksidi su eksplozivni, njihovi rastvori u organskim rastvaračima su stabilniji i manje eksplozivni. Čuvanje inicijatora se mora vršiti pod određenim temperaturnim uslovima.

    U nastavku su opisana glavna svojstva najčešćih inicijatora peroksida.

    Di-terc-butil peroksid (S8N18O2)

    Temperatura primjene 513-553 K (240-280°C)

    Molekulska težina 146,2

    Tečnost, gustina 793 kg/m 3

    Tačka ključanja na 0,1 MPa - 463 K (190°C)

    Peroksid je nerastvorljiv u vodi, rastvorljiv u većini organskih rastvarača

    Temperatura skladištenja 298 K (20°C).

    terc-butilperbenzoat (S11N14O3)

    Temperatura primjene 453-513 K (180-240°C)

    Molekularna težina 194

    Tečnost, gustina na 293 K (20 °C) - 1040 kg/m 3

    Tačka ključanja na 0,1 MPa - 397 K (124°C)

    Temperatura skladištenja 293 K (20°C).

    2.2 Pomoćne sirovine

    Punila su pretežno čvrsta anorganska ili organska materija, prirodnog (mineralnog i biljnog) i sintetičkog porijekla, koji se unose u plastičnu masu kako bi joj dali odgovarajuća svojstva.

    Za poboljšanje svojstava polietilena (fizičko-mehanička, termofizička, elektrofizička, optička, estetska, tehnološka i dr.) dodaju se punila. A jeftina punila smanjuju cijenu polietilena, na primjer, prilikom recikliranja polimera i plastike koji se koriste kao punila.

    Glavne vrste punila, kao i svojstva koja daju, prikazani su u tabeli 2.

    Tablica 2. Primjeri punila sa posebnim svojstvima

    Kompoziti

    Primjeri punila

    Abrazivna

    Antifrikcija

    Biorazgradivo

    visoko zapaljiv

    Električna izolacija

    električno provodljiv

    estetski

    Zvučna i toplotna izolacija

    Strukturno

    Magnetic

    nezapaljiv

    samogasivi

    otporan na toplotu

    Skladištenje topline

    Trenje

    Otporan na hemikalije

    BN, SiC, dijamant, kvarc, korund

    MoS2, NbSe2, TiSe2, WS2, WSe2, grafit

    skrob, hitozan

    Al, Mg, nitrati, permanganati, barut

    Al2O3, azbest, kvarc, liskun, staklo, talk

    Metali (Al, Bi, Cd, Cu, Fe, Ni, Sn, itd.) i njihove legure, grafit

    Drvena tirsa, mramorni komadići

    Staklena vuna, poliamidna vlakna

    Metalni i keramički feritni prahovi

    Al(OH)3, Ca(OH)2, Mg(OH)2, natrijum i cink borati

    Azbest, grafit, karbonska vlakna

    Vosak, stearinska kiselina, parafin, staklene kuglice

    BaSO4, azbest

    Azbest, grafit, politetrafluoroetilen, talk, tehnički ugalj.

    Plastifikatori su nisko hlapljive, uglavnom tekuće tvari koje mješavini daju povećanu plastičnost, zbog čega se olakšava oblikovanje proizvoda, sprječava lomljivost materijala na niskim temperaturama, a povećava se njegova fleksibilnost i elastičnost. S povećanjem sadržaja plastifikatora, vlačna i tlačna čvrstoća polimera se smanjuju, ali se udarna čvrstoća i sposobnost istezanja naglo povećavaju. Najčešći plastifikatori su butilkaučuk, dibutil ftalat, trikrezil fosfat, kamfor, aluminijum stearat, oleinska kiselina, glicerin itd.

    Boje se koriste kako bi proizvod dobio željenu boju.

    Učvršćivači (na primjer, urotropin, kreč, magnezijev oksid) se uvode u sastav plastične mase kako bi se ubrzao prijelaz polimera u čvrsto, netopivo stanje u kojem se ne tope i ne rastvaraju. U ovom slučaju, polimer formira trodimenzionalnu strukturu.

    Stabilizatori doprinose usporavanju procesa starenja i, kao rezultat, dugoročnom očuvanju izvornih svojstava polietilena. Stabilizatori ne utiču na početna svojstva polietilena.

    Formatori pora - za proizvodnju pjene i pjenastog polietilena.

    Veziva vezuju ostale komponente mješavine u monolitni materijal i određuju osnovna svojstva polimera. Sintetičke smole se često koriste kao veziva.

    Maziva omogućavaju poboljšanje fizičkih i mehaničkih svojstava polietilena, odnosno povećanje homogenosti taline, povećanje njegove fluidnosti i relativnog izduženja pri prekidu. U plastičnu masu se kao maziva dodaju stearinska kiselina, cink oksid, barijum stearat itd.

    3. Proizvodnja polietilena

    3.1 Teorijska osnova proces polimerizacije etilena

    Polimerizacija etilena pod visokim pritiskom odvija se prema mehanizmu radikalnog lanca, koji se sastoji od faza inicijacije, rasta lanca i prekida lanca.

    Pokretanje procesa se sastoji u stvaranju aktivnih radikala

    Početak reakcije je dodavanje etilena formiranom radikalu, što rezultira stvaranjem novog radikala:

    *CH3 + CH2=CH2 > CH3 -CH2-CH2*

    Molekule etilena dodaju se sekvencijalno radikalu koji nastaje reakcijom (reakcija rasta):

    CH3 -CH2-CH2* + CH2=CH2 > CH3 -CH2-CH2-CH2-CH2*

    Rast lanca završava prekidom lanca. To se obično događa kada se jedna neaktivna makromolekula formira iz dva rastuća radikala:

    CH3-CH2* + CH3-CH2* > CH3-CH2-CH2-CH3

    Ili, kada dva rastuća radikala formiraju dvije neaktivne makromolekule, od kojih jedna ima dvostruku vezu na kraju:

    CH3-(CH2-CH2)n-CH2* + CH3-(CH2-CH2)m-CH2* >

    CH3-(CH2-CH2)n-1-CH=CH2 + CH3-(CH2-CH2)m-CH2*

    Ove reakcije smanjuju brzinu procesa polimerizacije.

    U polimerizaciji etilena prema gore navedenom mehanizmu treba očekivati ​​formiranje linearnog zasićenog polimera.

    Međutim, u stvarnosti, u zavisnosti od uslova reakcije, dobijaju se manje ili više razgranate makromolekule koje ne sadrže veliki broj dvostruke veze (što je također zbog reakcije prijenosa lanca).

    Postoje dvije varijante reakcije lančanog prijenosa na polimeru: intramolekularna i intermolekularna.

    Tokom intramolekularnog prijenosa lanca sa rastućeg polimernog radikala, jedan atom vodika se prenosi sa sekundarnog ugljika na kraj lanca:

    Sekundarni radikal nastao kao rezultat intramolekularnog prijenosa dovodi do rasta novog bočnog lanca. Krajnji dio lanca koji nastaje kao rezultat prijenosa je grananje u obliku bočne butilne grane. Tako nastaju kratki bočni lanci. Grananje u obliku dugih lanaca nastaje kao rezultat intermolekularnog prijenosa vodika:

    R1-CH2-CH2* + R2-CH2-CH2-CH3 > R1-CH2-CH2* + R2-CH*-CH2-CH3

    3.2 Oprema za proizvodnju polietilena pod visokim pritiskom

    Polimerizacija etilena pod visokim pritiskom izvodi se u cevastim ili autoklavnim reaktorima.

    Polimerizacija se može odvijati na blok način ("u rasutom stanju"), kada se u reaktor istovremeno sa inicijatorima procesa unosi visoko prečišćen etilen, komprimovan na pritisak od 100-300 MPa, ili u rastvoru, kada se reakcija odvija. u medijumu rastvarača.

    Blok polimerizaciju je relativno teško kontrolisati zbog visoke egzotermnosti procesa.

    Tokom polimerizacije, reakciona temperatura kao i viskozitet reakcione mase moraju se precizno kontrolisati kako bi se poboljšao prenos mase.

    Uklanjanje toplote kroz zid reaktora, hlađenje reakcione smeše svežim gasom delimičnim dodatnim ubrizgavanjem u reaktor, snižavanje temperature koja se dovodi do polimerizacije etilena - sve ove mere ne obezbeđuju dovoljno odvođenje toplote da bi se obezbedilo da se etilen polimerizuje za 100°C. %. Kako bi se spriječilo veliko oslobađanje topline, pri čemu dolazi do termičke razgradnje etilena, reakcija se umjetno usporava u fazi koja odgovara stupnju konverzije od 15-20% (u najboljem slučaju 30%). Nereagirani etilen se odvaja i reciklira. Dakle, principi na kojima se temelji polimerizacija etilena pod visokim pritiskom su prilično jednostavni, ali je proces specifičan i zahtijeva sofisticiranu opremu, instrumentaciju i automatizaciju.

    3.3 Glavna tehnološka shema industrijskog postrojenja

    Tehnološki sistem proizvodnja polietilena korištenjem tečnog etilena prikazana je na sl. 2

    Tehnološka shema proizvodnje polietilena koja se razmatra u nastavku izvodi se u jednoj fazi, kada se svi tokovi materijala neprekidno kreću duž jedne niti, uključujući kontinuiranu preradu polimera u komercijalni polietilen.

    Sveži etilen visoke čistoće, koji je prošao kroz merač protoka 1 i gasni analizator 2, komprimuje se klipnim kompresorom 3, dok njegova gustina dostiže gustinu lakih tečnih ugljovodonika (400-500 kg/m3), i šalje se kroz naknadni hladnjak. 4 do uređaja za kondenzaciju etilena 5, odakle sa reciklažnim gasom ulazi u skladište 6 tečnog svježeg i povratnog etilena.

    Tečni etilen se uzima iz skladišta i šalje u propilensku rashladnu jedinicu na "pothlađenje". Pothlađeni etilen se dovodi u višestepenu centrifugalnu pumpu 7, u kojoj se komprimira na srednji pritisak - usisni pritisak pumpi visokog pritiska. Prije ulaska u sistem visokog pritiska, etilen prolazi kroz niz filtera koji uklanjaju nečistoće. U usisnu cijev pomoću pumpe visokog pritiska

    pritisak, dodaci, katalizatori i vazduh se uvode (sa inicijacijom kiseonika). Etilen koji sadrži aditive i katalizator ulazi u zajednički razvodnik koji napaja četiri identične pumpe visokog pritiska 8 koje rade paralelno. Etilen se komprimira do graničnog pritiska od 150-270 MPa. Etilen se nakon kompresije u visokotlačnim pumpama dovodi u reaktor 9 na jednoj ili više tačaka (200°C). Na izlazu iz pumpi i na izlazu iz reaktora tlak se mjeri posebnim tenziometrima. Pokazuju i bilježe pritisak. Za automatsko ispuštanje etilena u atmosferu u slučaju povećanja tlaka iznad zadane vrijednosti, ugrađen je ventil za ispuštanje u nuždi.

    Reaktor se sastoji od niza dugih, horizontalnih cijevi visokog pritiska opremljenih vodenim košuljima. Ove cijevi imaju vrlo visok omjer dužine i promjera. Kada se prekorači zadata temperatura u reaktoru, sistem ventila se automatski aktivira kako bi se ubrzalo odvođenje toplote, čime se praktično eliminiše mogućnost termičke razgradnje etilena.

    Odvajanje dobijenog polietilena od neizreagovanog etilena vrši se u velikom vertikalnom polimernom kolektoru sa parnom košuljicom 10. Nivo polimera u aparatu se kontroliše i reguliše posebnim nivoomerom sa radioaktivnim elementom.

    Rastopljeni polietilen iz kolekcije ulazi u ekstruder 11 i prolazi kroz granulator napunjen vodom. Dobivena suspenzija granula i vode se usmjerava u sito 12, a zatim u centrifugalnu sušaru 13. Osušeni polimer gravitacijom teče u jedan od dva spremnika.

    Iz kolektora proizvoda, vrući gas, prolazeći kroz kotao otpadne toplote 14, hladi se u hladnjaku vode 15. Odvajanje od niskomolekularnih polimera se vrši u separatorima 16. Prečišćen u zamkama ispunjenim staklenom vunom 17, gas ulazi u kolona, ​​u kojoj se iz njega odvajaju ulje i aditivi. Nakon ukapljivanja, etilen 5 se šalje u skladište 6. Regenerisani aditivi iz kolone se dovode u pumpu visokog pritiska 8 za mešanje sa etilenom.

    Postoje različite metode za poboljšanje efikasnosti proizvodnje polietilena. Trebalo bi se realizovati uvođenjem jedinica velikog jediničnog kapaciteta i intenziviranjem proizvodnje na bazi naučno-tehnološkog napretka. Povećanje produktivnosti reaktora intenziviranjem i povećanjem efikasnosti njihovog rada ne zahtijeva velike kapitalne izdatke i ostvaruje se poboljšanjem dizajna reakcionih uređaja i optimizacijom tehnološkog napretka polimerizacije.

    Efikasno povećanje produktivnosti jedinice reakcionog volumena moguće je povećanjem konverzije etilena po prolazu, na šta uglavnom utiču sljedeći faktori:

    1) snižavanje temperature gasa koji ulazi u polimerizaciju;

    2) povećanje temperature u reakcionoj zoni;

    3) povećanje pritiska (za stvaranje homogene reakcione sredine i povećanje koncentracije etilena);

    4) bolje odvođenje reakcione toplote, kako zbog boljeg prenosa toplote kroz zid, tako i zbog boljeg prenosa toplote kroz zid, i zbog savršenije distribucije svežeg gasa po dužini reaktora;

    5) Upotreba efikasnijih inicijatora polimerizacije;

    6) Bolje mešanje reakcione mase;

    7) Povećanje čistoće originalnog etilena;

    8) Unapređenje dizajna reakcionih uređaja i tehnoloških šema.

    Također je zanimljivo reciklirati i reciklirati otpadni polietilen, kao što su kontejneri. Polietilenska ambalaža se koristi u mnogim industrijama: kozmetičkoj, hemijskoj, prehrambenoj itd. Za reciklažu polietilena, kontejnera, ispod različiti proizvodi, mora se usitniti, osušiti, rastopiti pod vakuumom i granulirati. Međutim, takav polietilen ima niži indeks relativnog rastezanja, tj. manje je izdržljiv, a sastav mu je manje homogen. Ovi nedostaci se otklanjaju dodavanjem maziva.

    4. Kontrola kvaliteta polietilena

    4.1 Pokazatelji kvaliteta polietilena

    proizvodnja polietilenskog asortimana tržište

    Kontrola kvaliteta polietilena vrši se kako tokom proizvodnje materijala (u reaktoru, na izlazu iz reaktora, u ekstruderu-granulatoru), tako iu laboratoriji gotovog proizvoda. Kvaliteta polietilena se ocjenjuje prema sljedećim pokazateljima:

    gustina;

    · Molekularna masa;

    · Indeks tečenja taline;

    · Viskoznost;

    · Rasipanje protoka taline unutar šarže;

    Broj inkluzija;

    · Tehnološko ispitivanje izgleda filma;

    · Otpornost na pucanje;

    Vlačna čvrstoća tečenja;

    · Vlačna čvrstoća;

    · Izduženje pri prekidu;

    Maseni udio tvari koje se mogu ekstrahirati;

    Miris i okus vodenih ekstrakata;

    · Otpornost na termooksidativno starenje;

    Otporan na fotooksidativno starenje (zračenjem, prema maseni udiočađ, prema ujednačenosti raspodjele čađi);

    Maseni udio isparljivih tvari.

    Glavni od navedenih pokazatelja, prema kojima se provodi obavezna kontrola kvalitete, su molekularna težina polietilena, njegova gustoća, viskozitet, indeks tečenja taline. Tabela 3 predstavlja standarde kvaliteta za nekoliko osnovnih razreda.

    Tabela 3 Pokazatelji kvaliteta osnovnih vrsta polietilena

    Naziv indikatora

    Norma za marku

    1. Gustina, g/cm

    2. Indeks tečenja taline (nominalna vrijednost) sa tolerancijom, %, g/10 min

    3. Raspon protoka taline unutar šarže, %, ne više od:

    Top grade

    1. razred

    2. razred

    4. Broj inkluzija, kom., ne više od:

    Top grade

    1. razred

    2. razred

    5. Tehnološki test za izgled filma:

    Top grade

    1. razred

    2. razred

    6. Otpornost na pukotine, h, ne manje

    7. Zatezna granica tečenja, Pa (kgf/cm), ne manje od

    8. Zatezna čvrstoća, Pa (kgf/cm), ne manja od

    9. Izduženje pri prekidu, %, ne manje od

    10. Maseni udio tvari koje se mogu ekstrahirati, %, ne više od:

    premium

    1. i 2. razred

    11. Miris i ukus vodenih ekstrakata, ocena, ne veća

    12 Otpornost na termičko oksidativno starenje, h, ne manja

    13. Otpornost na fotooksidativno starenje:

    metoda zračenja h, ne manje od:

    po masenom udjelu čađi, %

    prema ujednačenosti raspodjele čađi

    14. Maseni udio isparljivih tvari, %, ne više od:

    Top grade

    1. i 2. razred

    4.2 Metode za određivanje kvaliteta

    Određivanje molekularne težine:

    Polietilen ima linearnu strukturu i može se rastvoriti u odgovarajućim rastvaračima.

    Molekularna težina linearnih polimera je u rasponu od 103-107, a makromolekuli polietilena koji nastaju polimerizacijom imaju različite molekulske mase, pa su polietilenski rastvori polidisperzni sistemi, a eksperimentalno određena molekulska težina je samo prosječna statistička vrijednost.

    Molekularna težina frakcija umreženog polietilena može biti vrlo velika. Određuje se stepenom umrežavanja, tj. prosječna "molekularna težina" između mjesta umrežavanja. Stepen umrežavanja može se proceniti iz stepena bubrenja polimera u rastvaračima.

    Može se odrediti molekulska težina polimera razne metode, a svaka metoda je primjenjiva na mjerenje molekulskih težina koje leže u odgovarajućim intervalima.

    Sve ove metode, sa izuzetkom metode „krajnje grupe“, zasnivaju se na promeni nekih svojstava razblaženih polimernih rastvora proporcionalno broju molekula otopljene supstance; Za određivanje molekulske težine takvim metodama potreban je kompleksan aparat. Stoga su tvornice do sada obično koristile najjednostavniju i najbržu viskozimetrijsku metodu, a molekularna težina se računa iz pronađene vrijednosti viskoznosti otopine.

    Metoda za određivanje krajnjih grupa. Ako postoje funkcionalne grupe na krajevima makromolekule, to se može odrediti hemijska metoda, onda se na osnovu podataka hemijske analize može izračunati prosečna molekularna težina polimera. Budući da je relativni broj krajnjih grupa u polimernom uzorku visoke molekulske mase vrlo mali, tačnost njihovog određivanja je niska. Ova metoda određuje molekulsku težinu do 3 104.

    Ebulioskopija i krioskopija. U ovim metodama, molekulska težina se izračunava iz povećanja tačke ključanja ili smanjenja tačke smrzavanja rastvora polimera. Budući da su temperaturne promjene ovdje vrlo male, niska je i tačnost ovih metoda.

    Kada se koristi ebulioskopska metoda, koristi se rastvarač sa niskom tačkom ključanja kako bi se izbjegla degradacija polimera. Izbor rastvarača za krioskopsku metodu je još teži, jer. kako se makromolekule polimera mogu istaložiti iz rastvarača prije nego što dostignu tačku smrzavanja rastvarača ili zajedno sa rastvaračem. Interval za određivanje molekulske težine je 2·104-3·104.

    Metoda osmotski pritisak. Pri korištenju ove metode javljaju se značajne poteškoće u proizvodnji polupropusnih membrana sposobnih da propuštaju molekule otapala i zadržavaju makromolekule molekulske težine do 30.000 (upotreba osmotske metode za polimere manje mase nije pouzdana). Interval za određivanje molekulske težine je 104-106.

    Metoda raspršenja svjetlosti. Svjetlosni snop koji prolazi kroz prozirni medij se djelimično raspršuje. Metoda se zasniva na činjenici da imaju čisti rastvarač i rastvor polimera različitih stepeni rasipanje svetlosti. Rezultirajuća molekulska težina je prosječna molekulska težina. Interval za određivanje molekulske težine je 104-107.

    Metoda taloženja (ili sedimentacije) u ultracentrifugi. Prilikom taloženja suspenzije, postupno taloženje čestica i brzina taloženja mogu se koristiti za izračunavanje mase čestica suspendirane tvari, ako se koristi vrlo jako centrifugalno polje, u ultracentrifugi. Brzina rotacije rotora centrifuge mora biti najmanje 1000 o/min. Iz brzine taloženja može se izračunati ne samo molekulska težina polimera, već i raspodjela po molekulskim težinama. Interval za određivanje molekulske težine je 104-107.

    Viskozometrijska metoda. Najjednostavniji i najpogodniji metod za određivanje molekulske mase je viskozometrijska metoda. Molekulska težina se izračunava iz empirijske jednadžbe koja se odnosi na viskozitet otopine, viskozitet rastvarača i koncentraciju polimera. Molekulska težina izračunata iz karakteristike viskoznosti naziva se prosječna molekulska težina viskoziteta i obično se izražava vrijednošću njenog logaritma.

    Određivanje indeksa tečenja taline: aparat za određivanje MFR (GOST 11645--73) je špric plastomer, čiji je unutrašnji prečnik mlaznice 2,09 mm, sa šipkom i opterećenjem na njemu jednakim 2,16 kg, termopar za mjerenje temperature rastopa, koja se održava konstantnom na 463 K ± 0,5 (190 ± 0,5°C) prilikom određivanja indeksa. Masa materijala u gramima ekstrudiranog 10 minuta pod ovim uslovima naziva se indeks tečenja taline. Nizak indeks topljenja odgovara visokom unutrašnjem trenju svojstvenom materijalu visoke molekularne težine. Dakle, brzina protoka taline određena ovom metodom omogućava, uz poznatu aproksimaciju zbog nedovoljne preciznosti mjerenja, klasifikaciju polietilena prema veličini molekula polimera.

    Određivanje prividne gustine (nasipne mase):

    Metoda mjerenja i vaganja. Metoda se sastoji u određivanju gustine supstance odnosom mase uzorka i zapremine, koji se određuje direktnim vaganjem i merenjem. Zapreminu je moguće izmjeriti i drugim metodama, kao što je istisnuti volumen tekućine za uzorke nepravilnog ili teško mjerljivog oblika. Metoda se koristi za određivanje gustine (zapreminske težine) proizvoda i poluproizvoda (šipke, šipke, cijevi) i daje tačnost mjerenja do 0,5% sa tačnošću od 0,3% mjerenja zapremine i 0,2% mase.

    Hidrostatička metoda vaganja. Metoda se sastoji u poređenju masa jednakih zapremina ispitivane supstance i tečnosti poznate gustine (npr. destilovana voda). Metoda je dizajnirana za određivanje gustine (nasipne težine) oblikovanih proizvoda (šipke, šipke, cijevi); obezbeđuje tačnost merenja do 0,1%.

    Piknometrijska metoda. Metoda se sastoji u poređenju masa jednakih zapremina ispitivane supstance i tečnosti poznate gustine. Metoda se koristi za određivanje gustine oblikovanih proizvoda, granulata presa u prahu, pahuljica; obezbeđuje tačnost merenja do 0,05%.

    Metoda flotacije se sastoji u poređenju gustine uzorka sa gustinom poznate tečnosti u trenutku kada uzorak uđe u suspendovano stanje. Metoda se koristi za određivanje gustine plastike (uglavnom poliolefina) u obliku granula i bilo kakvih oblikovanih proizvoda, a kao radni fluid koristi se mješavina etil alkohola i vode. Metoda je pogodna za određivanje gustine polimera od 910 kg/m3 (0,9100 g/cm3) sa tačnošću od 0,0002 g/cm3.

    Metoda gradijentne kolone zasniva se na poređenju dubine uranjanja ispitnog uzorka i tečnosti poznate gustine u cilindru ili cevi sa rastvorom čija gustina varira sa visinom („gradijent kolona“).

    Metoda se koristi za određivanje gustoće proizvoda u obliku filmova, granula, vlakana, kao i svih oblikovanih proizvoda. Preciznost ove metode zavisi od razlike u gustini tečnosti duž visine stupca gradijenta. Sa "osjetljivošću" stupca od 0,0001 c/cm 3 po milimetru, tačnost metode dostiže 0,05%.

    Trenutno je na tržištu široko rasprostranjen polietilen, niske i visoke gustoće, čiji najveći dio otpada na kontejnere i ambalažu raznih vrsta proizvoda. Stoga je potrebno puno pažnje posvetiti kvaliteti i svojstvima ovog materijala.

    U toku obavljenog rada saznao sam da polietilen visokog pritiska ima malu gustinu i da spada u grupu termoplastičnih polimera. Ima hemijsku inertnost, lakoću i snagu, sposobnost rastezanja. Takve kvalitete su odredile opseg njegove primjene, gdje se polietilen koristi u obliku folija, ambalažnog materijala, antikorozivnih premaza, elektroizolacijskih materijala za kablove, impregnirani su tkaninom i papirom.

    Sirovi materijal za polietilen je etilen i katalizatori. Ali u svom čistom obliku, rijetko se proizvodi. Raznolikost njegovih marki objašnjava se uvođenjem aditiva u polietilen, kao što su punila, plastifikatori, veziva, učvršćivači, boje, stabilizatori, maziva. Aditivi daju polietilenu određena specifična svojstva i poboljšavaju njegovu kvalitetu.

    Saznao sam i da se polimerizacija polietilena odvija na povišenim temperaturama i pritiscima, a kako bi se spriječilo termičko raspadanje etilena ili inhibicija reakcije, potrebno je stalno praćenje. Zbog toga se u proizvodnji koristi veliki broj instrumentacije i automatizacije.

    Glavni pokazatelji po kojima se polietilen karakterizira su njegova molekularna težina, gustina i protok taline. Prema ovim pokazateljima kvalitet polietilena se utvrđuje u laboratorijama, kao iu samoj proizvodnji: u reaktoru, direktno na izlazu iz reaktora, gotove polietilenske granule.

    Tehnologija polietilena zahtijeva striktno pridržavanje proizvodnih propisa, vodeći računa o utjecaju tehnoloških parametara na svojstva gotovog proizvoda, te striktno organizacioni proces. Samo ovim pristupom možete dobiti visokokvalitetan materijal.

    Izvanredno vruća tema U ovom trenutku, reciklaža otpadnog polietilena je postala, jer se ne razgrađuje i zagađuje okolinu. Naučnici su već razvili nekoliko metoda za reciklažu polietilena, što je moguće zbog njegovih termoplastičnih svojstava. Međutim, poteškoća je potreba za moćnom opremom i sortiranjem otpada.

    Bibliografija

    1. Shifrina V., Statsky N. Polietilen visokog pritiska. Referentni vodič - Gostkhimizdat, 1975 - str. 45-50.

    3. Kavarnovsky S.N., Kozlov V.N. Tehnološke sheme procesa glavnog organska sinteza. Metode za proizvodnju početnih proizvoda makromolekularnih jedinjenja. K.: Gorki, 1968 - str. 122-124.

    4. T.M. Tomilina, L.M. Zabolotnikova, V.V. Vakush, I.A. Močalnik, N.P. Grishin. Osnovi tehnologije najvažnijih industrija: u 2 sata 2. dio: Proc. Dodatak za univerzitete; Ed. I.V. Chentsova, V.V. Vashuka. - Mn.: Vysh. skol., 1989 - str. 79

    5. Yu. Kovalyov. Pregled ukrajinskog tržišta polietilena. Časopis "Polimeri-novac". Ed. V. Kuzovenko. - 2006. br. 8 - str. 19-22.

    6. O.P. Mantulo, I.M. Novikov. Polimerne posude sa PET-om se utiskuju, procesne staze. Časopis "Hemijska industrija Ukrajine" Ed. Yu.M. Sidorenko - 2006 br. 1 - str. 51-53.

    7. I.O. Mikulyonok. Termoplastični kompozitni materijali i njihova punjenja, klasifikacija i toplinski štitovi. Časopis "Hemijska industrija Ukrajine" Ed. Yu.M. Sidorenko - 2005. br. 5 - str. 30-39.

    8. GOST 16337-77 Polietilen visokog pritiska. Specifikacije. Uvod 01.01.1979 - M.: Izdavačka kuća IPK Standards - 1979 - str. 70

    9. GOST 11645-73 Plastika. Metode za određivanje indeksa fluidnosti termoplastične taline. Uvod 01.01.1975 - M.: Izdavačka kuća Standardi. 1975 - str. 12

    Hostirano na Allbest.ru

    ...

    Slični dokumenti

      Glavne metode za proizvodnju polietilena. Proizvodnja polietilena pod visokim pritiskom. Proces masovne polimerizacije. Karakteristična svojstva polietilena. Tehnološki proces raspadanje i ispiranje katalizatora. Procjena stope prometa.

      sažetak, dodan 06.02.2012

      Metode za proizvodnju polietilena niske gustoće; izbor i opravdanje tehnologije projektovane proizvodnje. Karakteristike proizvoda, njegova primjena; proračun i izbor opreme; automatizacija procesa. Ekološka i ekonomska procjena projekta.

      teza, dodana 12.03.2011

      Povijesni podaci o metodama dobivanja i korištenja polietilena. Proces polimerizacije etilena. Tehničke karakteristike poluproizvoda sirovina i proizvoda. Proračun materijalnog bilansa proizvodnje polietilena niskog pritiska metodom gasne faze.

      disertacije, dodato 26.01.2014

      Karakteristike polietilena visokog pritiska. Fizičko-hemijske karakteristike. Normativno-tehnička dokumentacija. Istorija nastanka i razvoja Kazanorgsinteza dd. Svrha i karakteristike IDEF0-modeliranja. Model proizvodnih procesa "Kakav jeste".

      seminarski rad, dodan 03.05.2015

      Termoplastika koja se koristi u proizvodnji cijevi. Karakteristike čvrstoće polietilenskih cijevi. Formiranje i dimenzioniranje cijevne gredice. Tehnički uslovi primjenjuje se na cijevi od polietilena i tlačne cijevi, metode kontrole kvaliteta.

      seminarski rad, dodan 20.10.2011

      Industrijska proizvodnja folija od sintetičkih polimera (polietilen, polivinil hlorid i dr.) odvija se kontinuiranom metodom iz polimernih talina na dva načina: kalandiranje i ekstruzija pužnim prešama. Upotreba filmskih proizvoda.

      seminarski rad, dodan 15.05.2008

      Tehnologija proizvodnje industrijskog polietilena, sirovina. Proizvodi od polietilena i načini utjecaja na njihova svojstva. Tehnika za proizvodnju polietilenskih cijevi niske gustine korištenjem masterbatcha za bojenje u različite boje.

      teza, dodana 20.08.2009

      Opća svojstva polimernih filmova. Tehnološki proces za proizvodnju cevaste folije od polietilena niske gustine. Izračun koeficijenta geometrijski oblik glava i produktivnost jednopužnog ekstrudera sa jednim navojem za proizvodnju filma.

      seminarski rad, dodan 04.06.2014

      Tehnološke operacije koje se koriste u proizvodnji polimernih cijevi. Osnovne vrste polietilena i polipropilena, formulacije aditiva, štamparske boje, lakovi za proizvodnju polimernih cevi. Vrste cijevi i njihove veličine. Glavni oblici vrata cijevi.

      test, dodano 09.10.2010

      Izbor i opravdanje metode za proizvodnju proizvoda od polietilena niske gustine, karakteristike glavne i pomoćne opreme. Tehnološka shema proizvodnje. Proračun količine sirovina i materijala. Izrada materijalnog bilansa.

    Podijeli: