Технологии производства полимерного сырья: Взгляд изнутри

В этой статье мы подробно рассмотрим технологии производства основных видов полимеров, Также представим исторические аспекты, приведем реальные примеры и обсудим инновации в этой области.

 

 

Не удивительно что в 21 веке полимеры играют одну из ключевых ролей в современном мире. Ведь именно из них производятся материалы для широкого спектра промышленности: от пластиковой тары и автомобильной промышленности до медицины и строительства. Но как именно производится полимерное сырьё? В этой статье мы подробно рассмотрим технологии производства полимерного сырья, с акцентом на полиэтилен высокой плотности (ПНД), полиэтилен низкой плотности (ПВД), полипропилен и полистирол. Вкратце представим исторические аспекты, приведем реальные примеры и обсудим инновации в этой области.

 

История

Первые успешные попытки синтеза полимеров относятся к началу 20-го века. В 1933 году в Великобритании, химики компании Imperial Chemical Industries (ICI) синтезировали полиэтилен, что положило начало новой эпохе в химической промышленности. Позже, в 1953 году, Карл Циглер и Джулио Натта разработали технологию производства полиэтилена высокой плотности (ПНД) и полипропилена с использованием металлических катализаторов, за что в 1963 году получили Нобелевскую премию по химии.

 

Основные виды полимерного сырья и их производство

 

Полиэтилен высокой плотности

Сырьё и катализаторы

ПНД производится из этилена (C2H4) методом низкого давления с использованием катализаторов Циглера-Натта или современных металоценовых катализаторов. Примером российского производителя ПНД является компания "Сибур", которая производит полимеры на базе Тобольского нефтехимического комплекса.

 

Процесс полимеризации

Процесс полимеризации включает следующие этапы:

  1. Подготовка сырья: Этилен очищается и подготавливается к полимеризации.
  2. Полимеризация: В реактор под высоким давлением (до 50 бар) подается этилен и катализатор. Процесс проходит при температуре около 70-80°C.
  3. Удаление катализатора: Продукт проходит через систему удаления катализатора, где остаются только чистые полимеры.
  4. Гранулирование: Полученный ПНД расплавляется и формируется в гранулы.

 

Формула и структура

Структурная формула ПНД представляет собой цепь из повторяющихся звеньев [-CH2-CH2-]. Благодаря линейной структуре и высокой кристалличности, ПНД обладает высокой плотностью (0.94-0.97 г/см³) и температурой плавления (120-130°C).

 

Полиэтилен низкой плотности

Сырьё и процесс

ПВД производится методом высокого давления с использованием свободнорадикальной полимеризации этилена. Примером производителя ПВД в России является "Казаньоргсинтез".

 

Этапы производства

  1. Подготовка сырья: Этилен очищается и подготавливается.
  2. Полимеризация: Процесс проходит при давлении 1000-3000 бар и температуре 150-300°C в трубчатых или автоклавных реакторах.
  3. Удаление побочных продуктов: Удаление остатков инициаторов и других побочных продуктов.
  4. Гранулирование: ПВД формируется в гранулы для дальнейшего использования.

 

Структура и свойства

ПВД имеет более разветвленную структуру, чем ПНД, что придает ему меньшую плотность (0.91-0.93 г/см³) и температуру плавления (105-115°C). Его удлинение при разрыве может достигать до 500%.

 

Полипропилен

История и сырьё

Полипропилен был впервые синтезирован Джулио Натта в 1954 году. Сегодня крупным производителем полипропилена в России является "Нижнекамскнефтехим".

 

Процесс производства

Производство полипропилена включает несколько ключевых этапов:

  1. Подготовка сырья: Пропилен очищается и подготавливается к полимеризации.
  2. Полимеризация: Пропилен полимеризуется в присутствии катализатора при температуре 70-80°C и давлении 20-30 бар.
  3. Удаление катализатора: Очищение продукта от катализатора.
  4. Гранулирование: Полученный полипропилен гранулируется для дальнейшего использования.

 

Формула и структура

Полипропилен имеет структурную формулу [-CH2-CH(CH3)-]n. Благодаря стереорегулярности и тактическости, ПП обладает высокой химической стойкостью и термостойкостью (температура плавления около 160-170°C).

 

Полистирол

История и сырьё

Полистирол был впервые получен в 1839 году Эдуардом Симоном. В России полистирол производит компания "Сибур".

 

Производственный процесс

Процесс производства полистирола включает:

  1. Подготовка сырья: Стирен очищается и подготавливается.
  2. Полимеризация: Стирен полимеризуется при температуре 80-200°C в присутствии инициаторов.
  3. Удаление инициаторов: Очистка продукта.
  4. Гранулирование: Полистирол гранулируется для дальнейшего использования.

 

Структура и свойства

Полистирол имеет формулу [-CH2-CH(C6H5)-]n. Его плотность составляет 1.04-1.06 г/см³, температура плавления около 240°C. ПС обладает высокой прозрачностью и отличной обрабатываемостью.

 

Партнёры СИМПЛЕКС в 2024 году:

Сибур

Компания "Сибур" является крупнейшим производителем полимеров в России, обеспечивая до 50% рынка полиэтилена и полипропилена в стране. Заводы "Сибура" расположены в Тобольске, Томске и Нижневартовске.

Казаньоргсинтез

"Казаньоргсинтез" производит около 20% российского полиэтилена. Завод в Казани специализируется на выпуске как ПНД, так и ПВД, обеспечивая высокое качество продукции.

Нижнекамскнефтехим

"Нижнекамскнефтехим" — один из крупнейших производителей полипропилена в России, с производственной мощностью более 700 тысяч тонн в год. Компания также производит значительные объёмы полистирола.

 

Инновации в производстве полимеров

Металлоценовые катализаторы

Современные металлоценовые катализаторы позволяют более точно контролировать процесс полимеризации, обеспечивая улучшенные свойства полимеров. Это открывает новые возможности для создания материалов с заданными характеристиками.

Рециклинг и устойчивое развитие

Современные технологии рециклинга позволяют перерабатывать полимеры, уменьшая их экологический след. Компания "Сибур", например, активно внедряет технологии переработки полимеров, что способствует устойчивому развитию.

Нанокомпозиты

Композитные материалы, включающие наночастицы в полимерную матрицу, обладают улучшенными механическими и тепловыми свойствами. Эти материалы находят широкое применение в автомобильной и аэрокосмической промышленности.

 


Компания СИМПЛЕКС, будучи ведущим поставщиком полимерного сырья, предлагает своим клиентам широкий ассортимент продукции, высокое качество и конкурентные цены. Выбирая СИМПЛЕКС, вы получаете надежного партнёра, готового удовлетворить все ваши потребности в области полимеров.

Опубликовано: 2024-06-05

Новинки 2025



Перейти в каталог выдувной тары


Красители SIMPLbatch