โพรพิลีนพอลิเมอไรเซชันคืออะไร? ปฏิกิริยาเคมีนี้มีคุณสมบัติอย่างไร? ลองหาคำตอบโดยละเอียดสำหรับคำถามเหล่านี้
โครงร่างปฏิกิริยาสำหรับเอทิลีนและโพรพิลีนพอลิเมอไรเซชันแสดงคุณสมบัติทางเคมีทั่วไปที่สมาชิกทุกคนในคลาสโอเลฟินมี คลาสนี้ได้รับชื่อที่ผิดปกติดังกล่าวจากชื่อเก่าของน้ำมันที่ใช้ในการผลิตทางเคมี ในศตวรรษที่ 18 ได้รับเอทิลีนคลอไรด์ซึ่งเป็นสารเหลวที่เป็นน้ำมัน
ในบรรดาคุณสมบัติของตัวแทนทั้งหมดของคลาสของไฮโดรคาร์บอนอะลิฟาติกที่ไม่อิ่มตัวเราสังเกตว่ามีพันธะคู่หนึ่งพันธะอยู่ในนั้น
พอลิเมอไรเซชันที่รุนแรงของโพรพิลีนอธิบายได้อย่างแม่นยำโดยการมีพันธะคู่ในโครงสร้างของสาร
สำหรับตัวแทนทั้งหมดของชุดอัลคีนที่คล้ายคลึงกันสูตรทั่วไปคือ CnH2p... ปริมาณไฮโดรเจนที่ไม่เพียงพอในโครงสร้างจะอธิบายถึงความไม่ชอบมาพากลของคุณสมบัติทางเคมีของไฮโดรคาร์บอนเหล่านี้
สมการปฏิกิริยาสำหรับโพรพิลีนพอลิเมอไรเซชันเป็นการยืนยันโดยตรงถึงความเป็นไปได้ที่จะเกิดความแตกแยกที่พันธะดังกล่าวเมื่อใช้อุณหภูมิและตัวเร่งปฏิกิริยาที่สูงขึ้น
อนุมูลไม่อิ่มตัวเรียกว่าอัลลิลหรือโพรเพนิล -2. ทำไมโพรพิลีนพอลิเมอไรซ์? ผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยานี้ใช้ในการสังเคราะห์ยางสังเคราะห์ซึ่งในทางกลับกันเป็นที่ต้องการในอุตสาหกรรมเคมีสมัยใหม่
ไม่ยืนยันสมการโพรพิลีนพอลิเมอไรเซชันสารเคมีเท่านั้น แต่ยังรวมถึงคุณสมบัติทางกายภาพของสารนี้ด้วย โพรพิลีนเป็นสารก๊าซที่มีจุดเดือดและจุดหลอมเหลวต่ำ ตัวแทนของคลาสของแอลคีนนี้มีความสามารถในการละลายน้ำได้เล็กน้อย
สมการปฏิกิริยาสำหรับการเกิดพอลิเมอไรเซชันของโพรพิลีนและไอโซบิวทิลีนแสดงให้เห็นว่ากระบวนการดำเนินไปตามพันธะคู่ อัลคีนทำหน้าที่เป็นโมโนเมอร์และโพลีโพรพีลีนและโพลีไอโซบิวทิลีนจะเป็นผลิตภัณฑ์สุดท้ายของปฏิสัมพันธ์นี้ มันคือพันธะคาร์บอน - คาร์บอนที่จะสลายไปในระหว่างปฏิสัมพันธ์ดังกล่าวและในที่สุดโครงสร้างที่เกี่ยวข้องก็จะก่อตัวขึ้น
การก่อตัวใหม่เกิดขึ้นผ่านพันธะคู่การเชื่อมต่อที่เรียบง่าย โพรพิลีนพอลิเมอไรเซชันดำเนินการอย่างไร? กลไกของกระบวนการนี้คล้ายคลึงกับกระบวนการที่เกิดขึ้นในตัวแทนอื่น ๆ ทั้งหมดของไฮโดรคาร์บอนไม่อิ่มตัวประเภทนี้
ปฏิกิริยาโพรพิลีนพอลิเมอไรเซชันมีหลายทางเลือกสำหรับหลักสูตรนี้ ในกรณีแรกกระบวนการจะดำเนินการในเฟสก๊าซ ตามตัวแปรที่สองปฏิกิริยาจะดำเนินไปในเฟสของเหลว
นอกจากนี้โพรพิลีนพอลิเมอไรเซชันยังดำเนินไปตามกระบวนการที่ล้าสมัยบางอย่างซึ่งเกี่ยวข้องกับการใช้ไฮโดรคาร์บอนเหลวอิ่มตัวเป็นตัวกลางในการทำปฏิกิริยา
พอลิเมอไรเซชันของโพรพิลีนจำนวนมากตามเทคโนโลยีSpheripol เป็นเครื่องปฏิกรณ์แบบผสมสำหรับการผลิตโฮโมพอลิเมอร์ กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการใช้เครื่องปฏิกรณ์ฟลูอิไดซ์เบดเฟสแก๊สเพื่อสร้างบล็อกโคพอลิเมอร์ ในกรณีเช่นนี้ปฏิกิริยาโพรพิลีนพอลิเมอไรเซชันเกี่ยวข้องกับการเพิ่มตัวเร่งปฏิกิริยาที่เข้ากันได้เพิ่มเติมให้กับอุปกรณ์รวมถึงการทำพรีพอลิเมอไรเซชัน
เทคโนโลยีนี้เกี่ยวข้องกับการผสมส่วนประกอบในอุปกรณ์พิเศษที่ออกแบบมาสำหรับการเปลี่ยนแปลงเบื้องต้น จากนั้นส่วนผสมนี้จะถูกเพิ่มลงในเครื่องปฏิกรณ์พอลิเมอไรเซชันแบบลูปซึ่งจะป้อนทั้งไฮโดรเจนและโพรพิลีนที่ใช้แล้ว
เครื่องปฏิกรณ์ทำงานในช่วงอุณหภูมิ 65 ถึง 80 องศาเซลเซียส แรงดันของระบบไม่เกิน 40 บาร์ เครื่องปฏิกรณ์ซึ่งอยู่ในอนุกรมใช้ในโรงงานที่ออกแบบมาสำหรับการผลิตโพลีเมอร์ปริมาณมาก
สารละลายโพลีเมอร์จะถูกนำออกจากเครื่องปฏิกรณ์ที่สองพอลิเมอไรเซชันของโพรพิลีนเกี่ยวข้องกับการถ่ายโอนสารละลายไปยังเครื่องกำจัดแรงดัน นี่คือจุดที่โฮโมพอลิเมอร์ผงถูกกำจัดออกจากโมโนเมอร์เหลว
สมการพอลิเมอไรเซชันของโพรพิลีน CH2 = CH - CH3 ในสถานการณ์นี้มีมาตรฐานกลไกของการไหลมีความแตกต่างเฉพาะในเงื่อนไขของกระบวนการเท่านั้น เมื่อใช้ร่วมกับโพรพิลีนและเอเธนผงจาก degasser จะไปยังเครื่องปฏิกรณ์แบบเฟสก๊าซที่ทำงานที่อุณหภูมิประมาณ 70 องศาเซลเซียสและความดันไม่เกิน 15 บาร์
บล็อกโคพอลิเมอร์หลังจากนำออกจากเครื่องปฏิกรณ์แล้วให้เข้าสู่ระบบพิเศษสำหรับการกำจัดโพลีเมอร์ผงออกจากโมโนเมอร์
พอลิเมอไรเซชันของโพรพิลีนและบิวทาเดียนประเภทกันกระแทกช่วยให้สามารถใช้เครื่องปฏิกรณ์เฟสก๊าซที่สองได้ ช่วยให้ระดับของโพรพิลีนในโพลีเมอร์เพิ่มขึ้น นอกจากนี้ยังสามารถเพิ่มสารเติมแต่งลงในผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปการใช้แกรนูลซึ่งช่วยปรับปรุงคุณภาพของผลิตภัณฑ์ที่ได้
ระหว่างการผลิตโพลีเอทิลีนและโพลีโพรพีลีนมีความแตกต่างบางอย่าง สมการโพรพิลีนพอลิเมอไรเซชันทำให้เข้าใจได้ว่าคาดว่าจะมีการใช้อุณหภูมิที่แตกต่างกัน นอกจากนี้ยังมีความแตกต่างบางประการในขั้นตอนสุดท้ายของห่วงโซ่เทคโนโลยีเช่นเดียวกับในด้านการใช้ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย
เปอร์ออกไซด์ใช้สำหรับเรซินที่มีคุณสมบัติการไหลที่ดีเยี่ยม พวกเขามีระดับการไหลของการหลอมที่เพิ่มขึ้นคุณสมบัติทางกายภาพคล้ายกับวัสดุที่มีอัตราการไหลต่ำ
เรซินที่มีคุณสมบัติการไหลที่ดีเยี่ยมถูกนำมาใช้ในกระบวนการฉีดขึ้นรูปเช่นเดียวกับในการผลิตเส้นใย
เพื่อเพิ่มความโปร่งใสและความแข็งแรงของโพลีเมอร์ผู้ผลิตวัสดุพยายามเพิ่มสารเติมแต่งการตกผลึกพิเศษลงในส่วนผสมของปฏิกิริยา วัสดุโพลีโพรพีลีนโปร่งใสบางส่วนจะค่อยๆถูกแทนที่ด้วยวัสดุอื่นในพื้นที่ของการขึ้นรูปแบบเป่าและการหล่อ
พอลิเมอไรเซชันของโพรพิลีนต่อหน้าถ่านกัมมันต์ไหลเร็วขึ้น ปัจจุบันมีการใช้สารเร่งปฏิกิริยาของคาร์บอนที่มีโลหะทรานซิชันซึ่งพิจารณาจากความสามารถในการดูดซับของคาร์บอน จากผลของการเกิดพอลิเมอไรเซชันทำให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่มีลักษณะการทำงานที่ยอดเยี่ยม
เป็นพารามิเตอร์หลักของกระบวนการพอลิเมอไรเซชันเป็นที่ชื่นชอบโดยอัตราการเกิดปฏิกิริยาเช่นเดียวกับน้ำหนักโมเลกุลและองค์ประกอบสเตอริโอไอโซเมอริกของพอลิเมอร์ ลักษณะทางกายภาพและทางเคมีของตัวเร่งปฏิกิริยาตัวกลางพอลิเมอไรเซชันและระดับความบริสุทธิ์ของส่วนที่เป็นส่วนประกอบของระบบปฏิกิริยาก็มีความสำคัญเช่นกัน
พอลิเมอร์เชิงเส้นสามารถหาได้ทั้งในลักษณะที่เป็นเนื้อเดียวกันและเฟสที่แตกต่างกันเมื่อพูดถึงเอทิลีน เหตุผลอยู่ที่การไม่มีไอโซเมอร์เชิงพื้นที่ในสารนี้ เพื่อให้ได้โพลีโพรพีลีน isotactic พวกเขาพยายามใช้ไทเทเนียมคลอไรด์ที่เป็นของแข็งเช่นเดียวกับสารประกอบออร์กาโนอลูมิเนียม
เมื่อใช้ตัวดูดซับที่ซับซ้อนผลึกไทเทเนียมคลอไรด์ (3) คุณจะได้ผลิตภัณฑ์ที่มีลักษณะที่ต้องการ ความสม่ำเสมอของโครงตาข่ายพาหะไม่ได้เป็นปัจจัยที่เพียงพอสำหรับตัวเร่งปฏิกิริยาที่จะได้รับความจำเพาะสูง ตัวอย่างเช่นในกรณีของการเลือกไทเทเนียมไอโอไดด์ (3) จะได้รับ atactic polymer จำนวนมากกว่า
ส่วนประกอบตัวเร่งปฏิกิริยาที่พิจารณาแล้วมีดังนั้นตัวละคร Lewis จึงเกี่ยวข้องกับการเลือกสภาพแวดล้อม ตัวกลางที่เป็นประโยชน์ที่สุดคือการใช้ไฮโดรคาร์บอนเฉื่อย เนื่องจากไทเทเนียมคลอไรด์ (5) เป็นตัวดูดซับที่ใช้งานอยู่จึงมีการเลือกใช้ไฮโดรคาร์บอนอะลิฟาติกเป็นหลัก โพรพิลีนพอลิเมอไรเซชันดำเนินการอย่างไร? สูตรผลิตภัณฑ์คือ (-CH2-CH2-CH2-) ป. อัลกอริธึมปฏิกิริยาเองก็คล้ายกับขั้นตอนของปฏิกิริยาในส่วนที่เหลือของตัวแทนของอนุกรมที่คล้ายคลึงกันนี้
ให้เราวิเคราะห์ตัวแปรหลักของปฏิสัมพันธ์สำหรับโพรพิลีน เมื่อพิจารณาว่ามีพันธะคู่ในโครงสร้างปฏิกิริยาหลักจะดำเนินไปอย่างแม่นยำพร้อมกับการทำลายของมัน
การทำฮาโลเจนเกิดขึ้นที่อุณหภูมิโดยรอบในบริเวณที่เกิดการแตกหักของพันธะเชิงซ้อนฮาโลเจนจะไม่มีข้อ จำกัด อันเป็นผลมาจากปฏิสัมพันธ์นี้จึงเกิดสารประกอบไดฮาโลเจน สิ่งที่ยากที่สุดคือการเสริมไอโอดีน โบรมีนและคลอรีนเกิดขึ้นโดยไม่มีเงื่อนไขเพิ่มเติมและต้นทุนพลังงาน การฟลูออไรเซชันของโพรพิลีนจะเกิดการระเบิด
ปฏิกิริยาการเติมไฮโดรเจนเกี่ยวข้องกับการใช้ตัวเร่งเพิ่มเติม แพลตตินั่มและนิกเกิลทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา อันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาทางเคมีของโพรพิลีนกับไฮโดรเจนโพรเพนจึงถูกสร้างขึ้นซึ่งเป็นตัวแทนของกลุ่มไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัว
การเติมน้ำ (การเติมน้ำ) ดำเนินการโดยกฎของ V.V. Markovnikov สาระสำคัญของมันประกอบด้วยการเพิ่มพันธะคู่ของอะตอมไฮโดรเจนกับโพรพิลีนคาร์บอนซึ่งมีปริมาณสูงสุด ในกรณีนี้ฮาโลเจนจะยึดติดกับ C ซึ่งมีจำนวนไฮโดรเจนต่ำสุด
การเผาไหม้ในออกซิเจนในบรรยากาศเป็นลักษณะของโพรพิลีน จากผลของปฏิสัมพันธ์นี้จะได้รับผลิตภัณฑ์หลัก 2 ชนิด ได้แก่ คาร์บอนไดออกไซด์ไอน้ำ
เมื่อสารเคมีนี้สัมผัสกับสารออกซิแดนท์ที่รุนแรงเช่นด่างทับทิมจะสังเกตเห็นการเปลี่ยนสี ในบรรดาผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยาทางเคมีจะมีแอลกอฮอล์ไดไฮดริก (ไกลคอล)
วิธีการทั้งหมดสามารถแบ่งออกเป็นสองหลักกลุ่ม: ห้องปฏิบัติการอุตสาหกรรม ภายใต้สภาพห้องปฏิบัติการสามารถรับโพรพิลีนได้โดยการกำจัดไฮโดรเจนเฮไลด์ออกจากฮาโลอัลคิลดั้งเดิมโดยการสัมผัสกับสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ที่มีแอลกอฮอล์
โพรพิลีนเกิดจากการเร่งปฏิกิริยาการเติมไฮโดรเจนของ propyne ภายใต้สภาพห้องปฏิบัติการสารนี้สามารถรับได้โดยการคายน้ำของโพรพานอล -1 ในปฏิกิริยาเคมีนี้จะใช้กรดฟอสฟอริกหรือซัลฟิวริกอลูมิเนียมออกไซด์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา
โพรพิลีนผลิตในปริมาณมากได้อย่างไร?เนื่องจากความจริงที่ว่าสารเคมีชนิดนี้หาได้ยากในธรรมชาติจึงมีการพัฒนาตัวเลือกทางอุตสาหกรรมสำหรับการผลิต ที่พบมากที่สุดคือการแยกแอลคีนออกจากผลิตภัณฑ์กลั่น
ตัวอย่างเช่นน้ำมันดิบแตกออกเป็นเตียงฟลูอิไดซ์พิเศษ โพรพิลีนได้มาจากการไพโรไลซิสของเศษน้ำมันเบนซิน ปัจจุบันยังแยกแอลคีนออกจากก๊าซที่เกี่ยวข้องผลิตภัณฑ์ที่เป็นก๊าซของถ่านโค้ก
มีตัวเลือกมากมายสำหรับโพรพิลีนไพโรไลซิส:
การเร่งปฏิกิริยาดีไฮโดรจีเนชันของไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวควรสังเกตในเทคโนโลยีอุตสาหกรรมที่พัฒนาแล้ว
โพรพิลีนมีประโยชน์หลากหลายดังนั้นจึงมีการผลิตในอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ ไฮโดรคาร์บอนไม่อิ่มตัวนี้เป็นผลมาจากการทำงานของ Natta ในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 เขาได้พัฒนาเทคโนโลยีพอลิเมอไรเซชันโดยใช้ระบบเร่งปฏิกิริยาของ Ziegler
Natta จัดการเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ stereoregularซึ่งเขาเรียกว่าไอโซโทปเนื่องจากในโครงสร้างกลุ่มเมธิลตั้งอยู่ที่ด้านหนึ่งของโซ่ ด้วยการ "บรรจุ" ของโมเลกุลโพลีเมอร์ประเภทนี้สารโพลีเมอร์ที่ได้จึงมีคุณสมบัติเชิงกลที่ดี โพลีโพรพีลีนใช้สำหรับการผลิตเส้นใยสังเคราะห์และเป็นที่ต้องการของมวลพลาสติก
โพรพิลีนปิโตรเลียมประมาณสิบเปอร์เซ็นต์บริโภคเพื่อผลิตออกไซด์ จนกระทั่งกลางศตวรรษที่แล้วสารอินทรีย์นี้ได้มาโดยวิธีคลอโรไฮดริน ปฏิกิริยาดำเนินการผ่านการสร้างโพรพิลีนคลอโรไฮดรินระดับกลาง เทคโนโลยีนี้มีข้อเสียบางประการที่เกี่ยวข้องกับการใช้คลอรีนและปูนขาวที่มีราคาแพง
ในสมัยของเราเทคโนโลยีนี้ถูกแทนที่ด้วยกระบวนการ Chalcone มันขึ้นอยู่กับปฏิสัมพันธ์ทางเคมีของโพรพีนกับไฮโดรเพอรอกไซด์ โพรพิลีนออกไซด์ใช้ในการสังเคราะห์โพรพิลีนไกลโกลซึ่งใช้สำหรับการผลิตโฟมโพลียูรีเทน พวกเขาถือเป็นวัสดุดูดซับแรงกระแทกที่ดีเยี่ยมดังนั้นจึงใช้ในการสร้างบรรจุภัณฑ์พรมเฟอร์นิเจอร์วัสดุฉนวนกันความร้อนของเหลวที่ดูดซับและวัสดุกรอง
นอกจากนี้ในส่วนหลักของการใช้งานโพรพิลีนจำเป็นต้องพูดถึงการสังเคราะห์อะซิโตนและไอโซโพรพิลแอลกอฮอล์ ไอโซโพรพิลแอลกอฮอล์ซึ่งเป็นตัวทำละลายที่ดีเยี่ยมถือเป็นสารเคมีที่มีคุณค่า ในตอนต้นของศตวรรษที่ 20 ผลิตภัณฑ์อินทรีย์นี้ได้มาโดยวิธีกรดซัลฟิวริก
นอกจากนี้เทคโนโลยีของทางตรงการให้ความชุ่มชื้นของโพรพีนด้วยการนำตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นกรดเข้าสู่ส่วนผสมของปฏิกิริยา ประมาณครึ่งหนึ่งของโพรพานอลทั้งหมดที่ผลิตได้ไปสังเคราะห์อะซิโตน ปฏิกิริยานี้เกี่ยวข้องกับการกำจัดไฮโดรเจนโดยดำเนินการที่ 380 องศาเซลเซียส สังกะสีและทองแดงทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในกระบวนการนี้
ในบรรดาการใช้งานที่สำคัญของโพรพิลีนพิเศษสถานที่นี้ถูกครอบครองโดยไฮโดรฟอร์ม Propene ใช้สำหรับการผลิตอัลดีไฮด์ Oxysynthesis ถูกนำมาใช้ในประเทศของเราตั้งแต่กลางศตวรรษที่แล้ว ปัจจุบันปฏิกิริยานี้เกิดขึ้นในอุตสาหกรรมปิโตรเคมี ปฏิกิริยาทางเคมีของโพรพิลีนกับก๊าซสังเคราะห์ (ส่วนผสมของคาร์บอนมอนอกไซด์และไฮโดรเจน) ที่อุณหภูมิ 180 องศาตัวเร่งปฏิกิริยาโคบอลต์ออกไซด์และความดัน 250 บรรยากาศการก่อตัวของสองอัลดีไฮด์ โครงสร้างหนึ่งมีโครงสร้างปกติอีกอันมีโซ่คาร์บอนโค้ง
ทันทีที่เปิดเทคโนโลยีนี้กระบวนการนี้เป็นปฏิกิริยาที่กลายเป็นเป้าหมายของการวิจัยสำหรับนักวิทยาศาสตร์หลายคน พวกเขากำลังมองหาวิธีที่จะทำให้เงื่อนไขของมันอ่อนลงพยายามลดเปอร์เซ็นต์ของอัลดีไฮด์ที่แตกกิ่งในส่วนผสมที่ได้
ด้วยเหตุนี้กระบวนการทางเศรษฐกิจจึงถูกคิดค้นขึ้นโดยเกี่ยวข้องกับการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาอื่น ๆ เป็นไปได้ที่จะลดอุณหภูมิความดันและเพิ่มผลผลิตของอัลดีไฮด์เชิงเส้น
เอสเทอร์ของกรดอะคริลิกซึ่งเกี่ยวข้องด้วยโดยโพลีเมอไรเซชันของโพรพิลีนใช้เป็นโคพอลิเมอร์ ประมาณ 15 เปอร์เซ็นต์ของโพรพีนปิโตรเคมีถูกใช้เป็นวัสดุเริ่มต้นในการสร้างอะคริโอไนไตรล์ ส่วนประกอบอินทรีย์นี้จำเป็นสำหรับการผลิตเส้นใยเคมีที่มีคุณค่า - ไนตรอนการสร้างพลาสติกการผลิตยาง
ปัจจุบันโพลีโพรพีลีนถือว่าใหญ่ที่สุดการผลิตปิโตรเคมี ความต้องการโพลีเมอร์คุณภาพสูงและราคาไม่แพงนี้กำลังเพิ่มขึ้นดังนั้นจึงค่อยๆเปลี่ยนโพลีเอทิลีน เป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้สำหรับการสร้างบรรจุภัณฑ์ที่แข็งแผ่นฟิล์มชิ้นส่วนรถยนต์กระดาษสังเคราะห์เชือกชิ้นส่วนพรมรวมถึงการสร้างอุปกรณ์ในครัวเรือนที่หลากหลาย ในตอนต้นของศตวรรษที่ยี่สิบเอ็ดการผลิตโพลีโพรพีลีนเป็นอันดับที่สองในอุตสาหกรรมโพลีเมอร์ เมื่อคำนึงถึงคำขอของอุตสาหกรรมต่างๆเราสามารถสรุปได้ว่าในอนาคตอันใกล้แนวโน้มของการผลิตโพรพิลีนและเอทิลีนในปริมาณมากจะยังคงดำเนินต่อไป