ЗА КАКВО- СТИЧ - ПОЛИЕТИЛЕН ПЛАСТКОМ ГРУП
ТЪРСИМ ДИЛЪРИ В РЕГИОНИТЕ НА КАЗАХСТАН И СТРАНИТЕ ОТ ЕАИС!
ДОСТАВКА НА ЕДРО, ИНДИВИДУАЛНИ ОТСТЪПКИ
ЗА КАКВО ПРЕДНАЗНАЧА ПОЛИЕТИЛЕНЪТ "ОБРЪЩЕН"?
Полиетиленъте много разпространен полимер в индустрията и ежедневието, получен чрез полимеризация на етилен. Много битови предмети са свързани с обикновен полиетилен. Популярността на полиетилена се дължи на ниската цена и изключителните му химични и физични свойства. Той е евтин за производство, нетоксичен, физиологично инертен, лесен за обработка, водоустойчив, има висока химическа устойчивост, практически не корозира, има приемлива механична и отлична диелектрична якост и др. Не е изненадващо, че полиетиленът е на първо място в света по производство сред всички органични вещества! За да подобрят допълнително физическите свойства на полиетилена и да разширят обхвата му, учените излязоха с технология, наречена "омрежване".
"Омрежването" на полиетилен е физически процес, който модифицира вътрешната молекулна структура на материала, без да променя химичния състав на веществото. Това се прави, за да се придадат на материала нови, полезни физични свойства, които могат значително да разширят обхвата на неговото приложение.
Говорейки на сух научен език,омрежването на полиетилене процес на свързване на връзките на неговите молекули в триизмерна решетка с широка мрежа чрез образуване на кръстосани връзки. Звучи неразбираемо? Всъщност всичко е просто, нека разгледаме този процес по-подробно.
Фиг. 1.Етиленова молекула
От училищния курс по химия си спомняме, че всички вещества са съставени от атоми, които от своя страна са групирани в молекули. Свойствата на веществото пряко зависят от това колко силна ще бъде връзката между атомите. ще готвърдо, течно или газообразно, дали активно ще влиза в химични реакции или е стабилно (инертно, химически неактивно), дали ще гори и т.н. - всичко зависи от силата и структурата на химичните връзки между атомите на веществото.
За да разберем физикохимичните процеси, протичащи по време на омрежването на полиетилен, е необходимо да си припомним какво представляват полимерите и как се образуват. Помислете за просто органично вещество: етилен (C2H4). Етиленът е безцветен запалим газ със слаба миризма. Молекулата му се състои от два въглеродни атома (C) и два водородни атома (H). Въглеродът в молекулата на етилена е в състояние да образува четири силни химични връзки, а водородът - само една (химическите връзки между атомите обикновено се означават с черти). Етиленовата молекула е самодостатъчна, няма свободни атоми, всички химични връзки са "в действие". Етиленът има най-силната връзка между въглеродните атоми, тъй като е двоен, а връзките въглерод-водород не са много силни. Двойната връзка между въглеродните атоми също има характеристики: една от връзките е по-слаба от другата. Запомнете тази функция, ще ни трябва малко по-късно.
За да се прекъсне каквато и да е химическа връзка между атомите, трябва да се преодолее силата на междуатомното привличане. Това може да стане с помощта на допълнителна енергия, предадена (предадена) на атомите, като тази енергия трябва да бъде по-голяма от енергията на междуатомното взаимодействие. И няма значение по какъв начин (химически или физически) ще се извърши въздействието. Основното е, че трябва да е достатъчно! Нагряването е най-простият пример за придаване на допълнителна енергия на вещество. Ето защо много химични реакции протичат само при високи температури.
В случая с етилена само нагряването не е достатъчно, ноима редица други начини за частично разрушаване на двойната връзка между въглеродните атоми, разтягане на етиленовата молекула във верига с две връзки. Всяка връзка в тази верига се нарича мономер, от гръцките думи "монос" - един и "мерос" - част. Защо говорим за частично прекъсване? Защото всъщност от двете връзки се къса само една, по-малко силна. И тогава започва да се случва нещо интересно: всяка от тези полусчупени молекули, притежаващи две свободни и готови за свързване химични връзки, се стреми да ги използва. В същото време мономерите започват да се свързват последователно помежду си, образувайки един вид безкрайна верига, превръщайки се по същество в една макромолекула, която се нарича полимер (от гръцки "Поли" - много и "мерос" - част). По подобен начин се образуват и други полимери (полипропилен, поливинилхлорид, политетрофлуоретилен и др.), чиито вериги могат да имат подобна или по-сложна структура.
Фиг. 2.Превръщане на етилен в полиетилен
Най-накрая стигнахме до самия шев. Полиетиленовото омрежване не е нищо повече от начин за свързване на отделни полимерни вериги една с друга. Ако след полимеризацията получим, така да се каже, отделни нишки от вещество, тогава с помощта на омрежване ние свързваме тези нишки в мрежа. Ясно е, че всяка тъкан е много по-здрава от отделните нишки, от които е съставена, така че омреженият полиетилен става по-издръжлив и огнеупорен и е в състояние да издържи на по-високи температури от своя конвенционален, неомрежен аналог.
За да се осъществи процесът на омрежване, е необходимо да се прекъснат някои второстепенни междуатомни връзки във всяка верига и след това да се използват за свързване на веригите една с друга. Това може да стане по различни начини, но всички те са разделени на два вида: физични и химични.Имайте предвид, че когато са изложени на полиетилен, по-малко силните химически връзки, като връзките между въглерод и водород, се разрушават най-лесно. В същото време въглерод-въглеродната връзка, като по-здрава, остава непокътната и самата полимерна верига не се уврежда при омрежването.
Най-накрая стигнахме до самия шев.Полиетиленовото омрежванене е нищо повече от метод за свързване на отделни полимерни вериги една с друга. Ако след полимеризацията получим, така да се каже, отделни нишки от вещество, тогава с помощта на омрежване ние свързваме тези нишки в мрежа. Ясно е, че всяка тъкан е много по-здрава от отделните нишки, от които е съставена, така че омреженият полиетилен става по-издръжлив и огнеупорен и е в състояние да издържи на по-високи температури от своя конвенционален, неомрежен аналог.
За да се осъществи процесът на омрежване, е необходимо да се прекъснат някои второстепенни междуатомни връзки във всяка верига и след това да се използват за свързване на веригите една с друга. Това може да стане по различни начини, но всички те са разделени на два вида: физични и химични. Имайте предвид, че когато са изложени на полиетилен, по-малко силните химически връзки, като връзките между въглерод и водород, се разрушават най-лесно. В същото време въглерод-въглеродната връзка, като по-здрава, остава непокътната и самата полимерна верига не се уврежда при омрежването.
Когато полиетиленът се облъчи с поток от високоенергийни заредени частици (рентгеново или гама лъчение), генерирани от специален ускорител (акселератор), някои водородни атоми се отделят от полимерните вериги. Некомпенсираните свободни връзки на въглеродните атоми веднага се стремят да реагират отново, но не с водород, а помежду си, "омрежват се", образувайки допълнителна силна връзка помежду си. "Допълнителните" водородни атоми също взаимодействат помежду си,освобождаване като молекулярен водород (H2).
Резултатът е силна триизмерна мрежа от етиленови полимерни вериги. Веществото, така да се каже, преминава от аморфно състояние в кристално, тъй като подредената мрежова структура на омрежения полиетилен може да се сравни с кристалната решетка на много твърди вещества. Ето защо този процес се нарича полиетиленово омрежване, въпреки че понякога се използват и други термини: модифициран полиетилен, радиационно модифициран полиетилен, радиационно омрежен полиетилен и др.
Фиг. 3.Омрежен полиетилен
След омрежване, в допълнение към повишаването на температурата на топене, материалът придобива още едно ценно свойство - "паметта" на формата, тъй като се превръща от аморфно парче пластмаса в вещество с ясна структура отвътре. Разтягайки нагретия модифициран полиетилен, ние нарушаваме вътрешния баланс в неговите новообразувани химични връзки, предизвиквайки еластични напрежения в структурата му. След охлаждане полиетиленът се втвърдява, запазвайки новата си форма. Но веднага щом се нагрее отново, полиетиленът се стреми да се върне в първоначалното си равновесно състояние, в което междумолекулните връзки се чувстват най-удобни. Тук ще бъде подходяща аналогия с детска люлка. Представете си, че силно сте отклонили люлката настрани и моментално сте я замразили в леден блок. Веднага щом ледът се разтопи, люлката ще се върне в естествената си позиция.
Без омрежен полиетилен или полипропилен вече е невъзможно да си представим полимерни водонапорни водопроводни тръби, които са заменили ръждясващите железни тръби. Със студена вода всичко е ясно, но тръба от обикновен полиетилен не може да издържи дълго време на гореща вода - ще се стопи! И зашити тази задача е доста по рамото!