Производство полиэтилена

Промышленное производство полиэтилена началось в 1958 году, и с тех пор полиэтилен завоевал всю планету. Перед Второй мировой войной Великобритания настойчиво искала способ заменить утеплитель поливинилхлорид, применявшийся в армии, который при горении выделял большое количество свободного хлора, поражавшего легкие находящихся рядом солдат. Королева Великой Британии лично заботилась о собственных вооруженных силах, поэтому требовала создания такого вооружения, с которым военным будет удобно воевать, и комфортно обращаться. В результате, в качестве утеплителей для армии Великобритании, выбор пал на этилены, которые хорошо вспучивались, что позволяло производить из них толстые теплоизолирующие плиты, которые при возгорании быстро выгорали, оставляя только копоть и запах ароматических масел. Однако прошло тридцать лет, прежде чем ученые научились синтезировать моно молекулы этилены, в полимерные молекулы полиэтилена. Немалую роль в популяризации полиэтилена оказала масштабное добывание сырой нефти, главного поставщика этиленов для современной промышленности.

Производство этиленов налажено в ходе пиролиза сырой нефти при температурах от 800 до 950 градусов, и избыточном давлении 0,3МПа. Выход готового этилена при таких реакциях составляет около 30% от общего количества поступившей нефти. По своей структуре полученный этилен является моно молекулой, и для получения полиэтилена, необходимо провести полимеризацию этилена, то есть, соединить разрозненные одиночные молекулы в единую непрерываемую цепь. Именно над соединением моно молекулы этилена в полимерную молекулу полиэтилена ученые всего мира бились более тридцати лет. Промышленный способ для реакции полимеризации моно молекул был найден, после добавления необходимых катализаторов. Образованные полимерные молекулы отличаются различными физическими и химическими свойствами, в зависимости от размеров образованных молекул. Молекулы полиэтилена различаются своими размерами, поэтому полученные полиэтилены делятся по степени своей полимеризации – от 20 до 100. В дальнейшем, полученные молекулы полиэтилена подвергаются различным способам обработки, и в результате получаются новые вещества, похожие друг на друга, но имеющие различные свойства.

• Полиэтилен высокого давления имеет второе название – полиэтилен низкой плотности. Он производится из этилена при температуре от 200 до 260 градусов и избыточном давлении от 150 до 300МПа. В качестве катализатора образования полимерных молекул выступает пероксид или кислород.
• Полиэтилен среднего давления получают из этиленов при температуре от 100 до 200 градусов и избыточном давлении от 2 до 3МПа. Катализатором данной реакции полимеризации моно молекул этилена выступает катализатор Циглера – Натта, состоящий из хлорида титана и свободного алюминия.
• Полиэтилен низкого давления изготавливается из этилена при температуре 120-150градусов и избыточном давлении 0,1-2МПа. Как и в случае с производством полиэтилена среднего давления, катализатором реакции объединения моно молекул этилена в полимерные молекулы становится катализатор Циглера – Натта.

Именно ученые Циглер и Натт в 20-х годах прошлого столетия интенсивно искали способ соединения молекул этилена, и именно они предложили промышленный способ производства полимерного этилена из моно этилена.