I polimeri sono composti che hanno un altopeso molecolare che raggiunge diverse migliaia di unità. La reazione di polimerizzazione è alla base della produzione di materiali moderni per vari scopi e proprietà. A bassa densità sono caratterizzati da un'elevata resistenza, sono in grado di ammorbidirsi quando riscaldati e cedono facilmente allo stampaggio, che consente di ottenere prodotti di vari disegni e dimensioni. I polimeri sono inerti in ambienti aggressivi, hanno proprietà di isolamento elettrico e non sono sensibili alla corrosione. Grazie alle proprietà uniche che sono facilmente regolabili nella fase di sintesi, il campo di applicazione dei moderni materiali polimerici è in continua espansione.
Quando riscaldati e raffreddati, questi prodotti chimici si comportano in due modi.
Alcuni si ammorbidiscono quando riscaldati e quandoil raffreddamento si indurisce di nuovo. Tali materiali includono prodotti basati, ad esempio, sulla polimerizzazione di alcheni, ovvero polietilene e polipropilene. Sono chiamati materiali termoplastici. Anche il polivinilcloruro e il polistirolo hanno proprietà simili.
Altri tipi di polimeri possono essere solo riscaldati.volte, poiché dopo il raffreddamento si induriscono e non si ammorbidiscono quando riscaldati. Questi materiali sono chiamati termoindurenti, includono resine fenol-formaldeide o urea-formaldeide. I materiali termoplastici e termoindurenti hanno i loro vantaggi. I primi sono prodotti in forma granulare. Di questi, dopo il riscaldamento e l'ammorbidimento, si ottengono prodotti di qualsiasi forma, ma durante il funzionamento non possono essere riscaldati. I secondi sono disponibili sotto forma di una massa resinosa.
La reazione di polimerizzazione dell'etilene può essere registrata.nella forma seguente: CH2 = CH2 → (—CH2 - CH2—) n. In determinate condizioni, in presenza di un iniziatore (sono ossigeno gassoso o una soluzione di perossido organico in olio), si formano insieme π-legami (altrimenti un doppio legame) tra atomi di carbonio e un'ennesima quantità di radicali liberi. La reazione di polimerizzazione procede secondo un meccanismo a catena radicale. Il peso molecolare del materiale polimerico dipende direttamente dal numero n, con il suo aumento cresce. Regolando le condizioni della reazione di polimerizzazione, l'operatore di sintesi del polietilene cerca di ottenere un materiale con le proprietà desiderate: fluidità (o indice del flusso di fusione), resistenza, densità, tangente di perdita dielettrica, costante dielettrica e altri.
Sintesi o reazione di polietilene ad alta pressionela polimerizzazione viene condotta in autoclave o reattori tubolari a temperature fino a 300 ° C e pressione da 1000 a 3000 atm. Viene rilasciata un'enorme quantità di calore. Viene scaricato con acqua calda, che viene immessa nella camicia del reattore. Per molti aspetti, la qualità del materiale polimerico e la sicurezza del processo dipendono dal grado di purezza dell'acqua fornita per la rimozione del calore. Se l'acqua è scarsamente purificata e contiene molte impurità (ad esempio sali di durezza sotto forma di cationi di calcio e magnesio, anioni di acido silicico, cloro e altri), allora si formano depositi nella camicia del reattore o iniziano a corrodere il metallo. A causa dei cambiamenti nello spessore delle pareti del reattore, la rimozione del calore su tutta la sua superficie diventa irregolare e le condizioni di temperatura di polimerizzazione possono diventare incontrollabili. Con un forte aumento della temperatura, il polimero può ossidarsi o decomporsi con la distruzione del reattore.
La reazione di polimerizzazione, a seguito della qualesi forma polietilene, che può perdere a pressione e temperatura inferiori. Ma questo richiede un catalizzatore. Se il polietilene ad alta pressione dal reattore esce sotto forma di un fuso contenente etilene non reagito, che viene quindi separato e il polimero viene granulato, quindi il polietilene ottenuto a bassa pressione lascia il reattore sotto forma di polvere, più precisamente, una sospensione in un solvente idrocarburico. La polvere viene separata dal solvente e lavata dalle impurità del catalizzatore, e quindi anche granulata su un'apparecchiatura speciale chiamata estrusore.
Pertanto, la reazione di polimerizzazione dell'etilene inindustria utilizzata per la sintesi di polietilene. Secondo GOST 16338-85, il polietilene a bassa pressione è prodotto per gradi di sospensione e fase gassosa; secondo GOST 16337-77, il polietilene ad alta pressione è prodotto sia per gradi autoclave che tubolari.
