Réaction de polymérisation

Les polymères sont des composés qui ont un poids moléculaire élevé qui atteint plusieurs milliers d'unités. La réaction de polymérisation sous-tend la production de matériaux modernes à des fins et propriétés diverses. Ils sont de haute résistance à faible densité, ils sont adouci par chauffage et peuvent être facilement moulés, ce qui permet d'obtenir des produits de différentes formes et tailles. Les polymères sont inertes dans des environnements corrosifs, possèdent des propriétés isolantes électriques et ne sont pas sensibles à la corrosion. En raison de ses propriétés uniques, qui sont facilement régulées au stade de la synthèse, le champ d'application des matériaux polymères modernes se développe en permanence.

Lorsqu'ils sont chauffés et refroidis, ces produits de production chimique se comportent de manière double.

Un peu de chaleur avec un ramollissement, et une fois qu'ils refroidissent, ils se solidifient à nouveau. De tels matériaux comprennent des produits basés, par exemple, sur la réaction de polymérisation des alcènes, c'est-à-dire du polyéthylène et du polypropylene. Ils sont appelés matériaux thermoplastiques. Le chlorure de polyvinyle et le polystyrène ont des propriétés similaires.

Les polymères d'un type différent ne peuvent être chauffés qu'une fois, car après le refroidissement, ils se durcissent et ne se ramollissent plus lorsqu'ils sont chauffés. Ces matériaux sont appelés thermodurcissables, ils comprennent des résines de phénol-formaldéhyde ou d'urée-formaldéhyde. Les thermoplastiques et les thermodurcissables ont leurs avantages. Le premier est libéré sous forme granulaire. Sur eux, après le chauffage et le ramollissement, des produits de toute forme sont obtenus, mais ils ne peuvent pas être chauffés pendant le fonctionnement. Ces derniers sont disponibles sous la forme d'une masse résineuse.

La réaction de polymérisation d'éthylène peut être écrite sous la forme suivante: CH2 = CH2 → (-CH2-CH2-) n. Dans certaines conditions, en présence d'un initiateur (ils sont de l'oxygène gazeux ou une solution de peroxyde organique dans l'huile), un espace de liaison π (sinon une double liaison) se produit entre les atomes de carbone et une n-ième quantité de radicaux libres formés ensemble. La réaction de polymérisation se déroule par un mécanisme à chaîne radicale. Le poids moléculaire du matériau polymère dépend directement du nombre n, avec son augmentation, il pousse. Régulant les conditions de la réaction de polymérisation, l'opérateur de synthèse de polyéthylène réalise la production d'un matériau avec des propriétés prédéterminées: fluidité (ou indice de fluidité à chaud), résistance, densité, tangente de perte diélectrique, constante diélectrique et autres.

La synthèse de polyéthylène haute densité ou une réaction de polymérisation est réalisée dans des réacteurs autoclave ou tubulaires à des températures allant jusqu'à 300 ° C et à une pression de 1000 à 3000 atm. Dans le même temps, une énorme quantité de chaleur est relâchée. Il est enlevé par de l'eau chaude, qui est alimenté dans les chemises du réacteur. Du degré de pureté de l'eau fournie pour l'élimination de la chaleur, l'eau dépend largement de la qualité du matériau polymère et de la sécurité du procédé. Si l'eau est mal purifiée et contient beaucoup d'impuretés (par exemple, des sels de dureté sous forme de cations de calcium et de magnésium, des anions d' acide silicique, du chlore et autres), les dépôts se déposent dans la gaine du réacteur ou commencent à corroder le métal. En raison de la modification de l'épaisseur des parois du réacteur, l'élimination de la chaleur dans sa surface devient inégale et les conditions de température de la polymérisation peuvent devenir incontrôlables. Avec une augmentation soudaine de la température, l'oxydation du polymère ou sa décomposition peut se produire avec la destruction du réacteur.

La réaction de polymérisation qui entraîne la formation de polyéthylène peut également avoir lieu à des pressions et des températures inférieures. Mais cela nécessite un catalyseur. Si le polyéthylène à haute pression provenant du réacteur sort sous la forme d'une masse fondue contenant de l'éthylène n'ayant pas réagi, qui est ensuite séparé et le polymère est granulé, le polyéthylène produit à basse pression sort du réacteur sous la forme d'une poudre, plus précisément, d'une suspension dans un solvant hydrocarboné. La poudre est séparée du solvant et lavée des impuretés du catalyseur, puis également granulée sur un équipement spécial appelé extrudeuse.

Ainsi, la réaction de polymérisation de l'éthylène dans l'industrie est utilisée pour la synthèse du polyéthylène. Selon GOST 16338-85, on fabrique du polyéthylène basse densité de suspension et des degrés de phase gazeuse, selon GOST 16337-77 Le polyéthylène haute pression est produit à la fois en autoclave et en nuances tubulaires.