Cos'è la polimerizzazione del propilene? Quali sono le caratteristiche di questa reazione chimica? Proviamo a trovare risposte dettagliate a queste domande.
Schemi di reazione per la polimerizzazione di etilene e propilenemostrano le proprietà chimiche tipiche che possiedono tutti i membri della classe delle olefine. Questa classe ha ricevuto un nome così insolito dal vecchio nome dell'olio utilizzato nella produzione chimica. Nel XVIII secolo fu ottenuto il cloruro di etilene, che era una sostanza liquida oleosa.
Tra le caratteristiche di tutti i rappresentanti della classe degli idrocarburi alifatici insaturi, notiamo la presenza di un doppio legame in essi.
La polimerizzazione radicalica del propilene è spiegata proprio dalla presenza di un doppio legame nella struttura della sostanza.
Per tutti i rappresentanti della serie omologa di alcheni, la formula generale è CnH2p... La quantità insufficiente di idrogeno nella struttura spiega la particolarità delle proprietà chimiche di questi idrocarburi.
L'equazione di reazione per la polimerizzazione del propilene è una conferma diretta della possibilità di scissione a tale legame quando si utilizza una temperatura elevata e un catalizzatore.
Il radicale insaturo è chiamato allile opropenil-2. Perché il propilene è polimerizzato? Il prodotto di questa interazione viene utilizzato per la sintesi della gomma sintetica, che, a sua volta, è richiesta nell'industria chimica moderna.
L'equazione di polimerizzazione del propilene non confermasolo proprietà chimiche, ma anche fisiche di questa sostanza. Il propilene è una sostanza gassosa con basso punto di ebollizione e di fusione. Questo rappresentante della classe degli alcheni ha una leggera solubilità in acqua.
Le equazioni di reazione per la polimerizzazione del propilene eL'isobutilene mostra che i processi procedono lungo il doppio legame. Gli alcheni agiscono come monomeri e il polipropilene e il poliisobutilene saranno i prodotti finali di questa interazione. È il legame carbonio-carbonio che si romperà durante tale interazione e alla fine si formeranno le strutture corrispondenti.
La formazione di nuovi avviene attraverso il doppio legame.collegamenti semplici. Come procede la polimerizzazione del propilene? Il meccanismo di questo processo è simile al processo che si verifica in tutti gli altri rappresentanti di questa classe di idrocarburi insaturi.
La reazione di polimerizzazione del propilene presuppone diverse opzioni per il corso. Nel primo caso, il processo viene eseguito in fase gassosa. Secondo la seconda variante, la reazione procede in fase liquida.
Inoltre, anche la polimerizzazione del propilene procede secondo alcuni processi obsoleti, che prevedono l'uso di un idrocarburo liquido saturo come mezzo di reazione.
Polimerizzazione del propilene alla rinfusa mediante tecnologiaSpheripol è un reattore a sospensione combinato per la produzione di omopolimeri. Il processo prevede l'uso di un reattore a letto fluido in fase gassosa per creare copolimeri a blocchi. In tal caso, la reazione di polimerizzazione del propilene comporta l'aggiunta di ulteriori catalizzatori compatibili al dispositivo, nonché una prepolimerizzazione.
La tecnologia prevede la miscelazione dei componentiin un dispositivo speciale progettato per la trasformazione preliminare. Questa miscela viene quindi aggiunta ai reattori di polimerizzazione a loop, dove vengono alimentati sia idrogeno che propilene esaurito.
I reattori funzionano a una distanzatemperature da 65 a 80 gradi Celsius. La pressione dell'impianto non supera i 40 bar. I reattori, che si trovano in serie, vengono utilizzati in fabbriche progettate per grandi volumi di produzione di polimeri.
La soluzione polimerica viene rimossa dal secondo reattore.La polimerizzazione del propilene prevede il trasferimento della soluzione in un degasatore a pressione. Qui è dove l'omopolimero in polvere viene rimosso dal monomero liquido.
Equazione di polimerizzazione del propilene CH2 = CH - CH3 in questa situazione ha uno standardmeccanismo di flusso, ci sono differenze solo nelle condizioni del processo. Insieme al propilene e all'etene, la polvere del degasatore va ad un reattore in fase gassosa operante ad una temperatura di circa 70 gradi Celsius e ad una pressione non superiore a 15 bar.
I copolimeri a blocchi, dopo essere stati rimossi dal reattore, entrano in un sistema speciale per rimuovere il polimero in polvere dal monomero.
Polimerizzazione di propilene e butadieniil tipo antiurto consente l'utilizzo di un secondo reattore in fase gassosa. Consente di aumentare il livello di propilene nel polimero. Inoltre, è possibile aggiungere additivi al prodotto finito, l'uso della granulazione, che migliora la qualità del prodotto risultante.
Tra la produzione di polietilene e polipropileneci sono alcune differenze. L'equazione della polimerizzazione del propilene permette di comprendere che si assume un diverso regime di temperatura. Inoltre, ci sono alcune differenze nella fase finale della catena tecnologica, nonché nelle aree di utilizzo dei prodotti finali.
Il perossido viene utilizzato per le resine che hannoottime proprietà reologiche. Hanno un maggiore livello di flusso di fusione, proprietà fisiche simili a quei materiali che hanno una bassa velocità di flusso.
Le resine con eccellenti proprietà reologiche sono utilizzate nel processo di stampaggio a iniezione e nella produzione di fibre.
Per aumentare la trasparenza e la resistenza del polimeroi produttori cercano di aggiungere additivi cristallizzanti speciali alla miscela di reazione. Alcuni dei materiali in polipropilene trasparente vengono gradualmente sostituiti da altri materiali nell'area del soffiaggio e della colata.
Polimerizzazione del propilene in presenzail carbone attivo scorre più velocemente. Attualmente viene utilizzato un complesso catalitico di carbonio con un metallo di transizione basato sulla capacità di adsorbimento del carbonio. Per effetto della polimerizzazione si ottiene un prodotto con ottime caratteristiche prestazionali.
Come i principali parametri di processola polimerizzazione è favorita dalla velocità di reazione nonché dal peso molecolare e dalla composizione stereoisomerica del polimero. Anche la natura fisica e chimica del catalizzatore, il mezzo di polimerizzazione e la purezza delle parti costitutive del sistema di reazione sono importanti.
Si ottiene un polimero lineare sia omogeneo chefase eterogenea quando si parla di etilene. Il motivo sta nell'assenza di isomeri spaziali in questa sostanza. Per ottenere il polipropilene isotattico, cercano di utilizzare cloruri di titanio solidi, nonché composti di organoalluminio.
Quando si utilizza un complesso adsorbito sucloruro di titanio cristallino (3), è possibile ottenere un prodotto con le caratteristiche desiderate. La regolarità reticolare del supporto non è un fattore sufficiente affinché il catalizzatore acquisisca elevata stereospecificità. Ad esempio, nel caso di scelta dello ioduro di titanio (3), si ottiene una quantità maggiore di polimero atattico.
I componenti catalitici considerati hannoCarattere di Lewis, quindi, associato alla selezione dell'ambiente. Il mezzo più vantaggioso è l'uso di idrocarburi inerti. Poiché il cloruro di titanio (5) è un adsorbente attivo, vengono scelti principalmente idrocarburi alifatici. Come procede la polimerizzazione del propilene? La formula del prodotto è (-CH2-CH2-CH2-) P. L'algoritmo di reazione stesso è simile al corso della reazione in altri rappresentanti di questa serie omologa.
Analizziamo le principali opzioni di interazione per il propilene. Considerando che c'è un doppio legame nella sua struttura, le reazioni principali procedono proprio con la sua distruzione.
L'alogenazione avviene a temperatura ambiente.Nel sito della rottura del complesso legame, l'alogeno non è ostacolato. Come risultato di questa interazione, si forma un composto dialogenato. La cosa più difficile è la iodizzazione. La bromurazione e la clorazione avvengono senza condizioni e costi energetici aggiuntivi. La fluorurazione del propilene procede con un'esplosione.
La reazione di idrogenazione prevede l'usoacceleratore aggiuntivo. Platino e nichel agiscono da catalizzatore. Come risultato dell'interazione chimica del propilene con l'idrogeno, si forma il propano, un rappresentante della classe degli idrocarburi saturi.
L'idratazione (aggiunta di acqua) viene eseguita daalla regola di V.V. Markovnikov. La sua essenza sta nell'aggiunta del doppio legame dell'atomo di idrogeno al carbonio propilenico che ha la sua quantità massima. In questo caso, l'alogeno si attaccherà a quella C, che ha il numero minimo di idrogeno.
La combustione nell'ossigeno atmosferico è caratteristica del propilene. Come risultato di questa interazione, si otterranno due prodotti principali: anidride carbonica, vapore acqueo.
Quando questa sostanza chimica è esposta a forti ossidanti, ad esempio permanganato di potassio, si osserva la sua decolorazione. Tra i prodotti della reazione chimica ci sarà l'alcol diidrico (glicole).
Tutti i metodi possono essere suddivisi in due principaligruppi: laboratorio, industriale. In condizioni di laboratorio, il propilene può essere ottenuto mediante l'eliminazione di alogenuro di idrogeno dall'aloalchile originale mediante esposizione a una soluzione alcolica di idrossido di sodio.
Il propilene è formato da cataliticoidrogenazione del propino. In condizioni di laboratorio, questa sostanza può essere ottenuta per disidratazione del propanolo-1. In questa reazione chimica, l'acido fosforico o solforico, l'ossido di alluminio vengono utilizzati come catalizzatori.
Come viene prodotto il propilene in grandi volumi?A causa del fatto che questa sostanza chimica è rara in natura, sono state sviluppate opzioni industriali per la sua produzione. Il più comune è la separazione dell'alchene dai prodotti raffinati.
Ad esempio, il petrolio greggio viene incrinatoletto fluido speciale. Il propilene si ottiene per pirolisi della frazione benzina. Attualmente, l'alchene è anche isolato dal gas associato, prodotti gassosi della coke del carbone.
Esistono varie opzioni per la pirolisi del propilene:
Tra le tecnologie industriali sviluppate va segnalata la deidrogenazione catalitica degli idrocarburi saturi.
Il propilene ha una varietà di usi,quindi è prodotto su larga scala nell'industria. Questo idrocarburo insaturo deve il suo aspetto all'opera di Natta. A metà del ventesimo secolo, ha sviluppato la tecnologia di polimerizzazione utilizzando il sistema catalitico Ziegler.
Natta è riuscita a ottenere un prodotto stereoregolare,che chiamò isotattico, poiché nella struttura i gruppi metilici si trovavano su un lato della catena. A causa di questo tipo di "impaccamento" delle molecole polimeriche, la sostanza polimerica risultante ha eccellenti caratteristiche meccaniche. Il polipropilene viene utilizzato per produrre fibre sintetiche ed è richiesto come massa plastica.
Circa il dieci percento di propilene di petrolioconsumato per la produzione del suo ossido. Fino alla metà del secolo scorso, questa sostanza organica veniva ottenuta con il metodo della cloroidrina. La reazione è avvenuta attraverso la formazione di una propilene cloridrina intermedia. Questa tecnologia presenta alcuni inconvenienti associati all'uso di costosi cloro e calce idrata.
Ai nostri tempi, questa tecnologia è stata sostituita daprocesso di calcolo. Si basa sull'interazione chimica del propene con gli idroperossidi. L'ossido di propilene viene utilizzato nella sintesi del glicol propilenico, utilizzato per la produzione di schiume poliuretaniche. Sono considerati ottimi materiali antiurto, quindi vanno alla realizzazione di imballaggi, tappeti, mobili, materiali per isolamento termico, liquidi assorbenti e materiali filtranti.
Inoltre, tra le principali aree di applicazionepropilene, va menzionata la sintesi di acetone e alcol isopropilico. L'alcol isopropilico, essendo un eccellente solvente, è considerato una sostanza chimica preziosa. All'inizio del XX secolo questo prodotto biologico era ottenuto con il metodo dell'acido solforico.
Inoltre, la tecnologia direttaidratazione del propene con introduzione di catalizzatori acidi nella miscela di reazione. Circa la metà di tutto il propanolo prodotto va alla sintesi dell'acetone. Questa reazione comporta l'eliminazione dell'idrogeno, effettuata a 380 gradi Celsius. Lo zinco e il rame agiscono da catalizzatori in questo processo.
Tra le importanti applicazioni del propilene, specialiil posto è occupato dall'idroformilazione. Il propene è utilizzato per la produzione di aldeidi. L'ossisintesi è stata utilizzata nel nostro paese dalla metà del secolo scorso. Attualmente, questa reazione occupa un posto importante nell'industria petrolchimica. L'interazione chimica del propilene con il gas di sintesi (una miscela di monossido di carbonio e idrogeno) a una temperatura di 180 gradi, un catalizzatore di ossido di cobalto e una pressione di 250 atmosfere, si osserva la formazione di due aldeidi. Uno ha una struttura normale, l'altro ha una catena di carbonio curva.
Subito dopo l'apertura di questo tecnologicoprocesso, è questa reazione che è diventata oggetto di ricerca per molti scienziati. Stavano cercando modi per ammorbidire le condizioni del suo corso, hanno cercato di ridurre la percentuale di aldeide ramificata nella miscela risultante.
Per questo, sono stati inventati processi economici, che prevedono l'uso di altri catalizzatori. È stato possibile ridurre la temperatura, la pressione e aumentare la resa di aldeide lineare.
Esteri di acido acrilico, che sono anche associati aper polimerizzazione del propilene, usato come copolimeri. Circa il 15 per cento del propene petrolchimico viene utilizzato come materiale di partenza per creare acronitrile. Questo componente organico è necessario per la produzione di preziose fibre chimiche: nitron, creazione di materie plastiche, produzione di gomme.
Il polipropilene è attualmente considerato il più grandeproduzione di prodotti petrolchimici. La domanda di questo polimero di alta qualità ed economico è in crescita, quindi sta gradualmente sostituendo il polietilene. È indispensabile per creare imballaggi rigidi, lastre, pellicole, parti di automobili, carta sintetica, corde, parti di moquette, nonché per creare una varietà di apparecchiature domestiche. All'inizio del ventunesimo secolo, la produzione di polipropilene era al secondo posto nell'industria dei polimeri. Tenendo conto delle richieste di varie industrie, possiamo concludere che nel prossimo futuro la tendenza alla produzione su larga scala di propilene ed etilene continuerà.
