Polietilen | ||
![]() | ||
Kimlik | ||
---|---|---|
IUPAC adı | poli (metilen) | |
Eş anlamlı |
polieten, etilen |
|
N O CAS | ||
K O AKA | 100.121.698 | |
K O D | E914 (oksitlenmiş PE balmumu) | |
GÜLÜMSEME |
* CC * , |
|
Görünüm | değişken şekilli düz beyaz | |
Kimyasal özellikler | ||
Kaba formül | (C 2 H 4 ) n | |
Fiziki ozellikleri | ||
T ° cam geçişi | ~ −110 ° C ( γ geçiş ) |
|
T ° füzyon | 85 ila 140 ° C | |
Çözünürlük parametresi δ | 16,2 MPa 1/2 | |
Hacimsel kütle | 0,91 - 0,96 g · cm -3 | |
Kendiliğinden tutuşma sıcaklığı | 330 ile 410 ° C | |
Alevlenme noktası | 341 ° C | |
Elektronik özellikler | ||
Dielektrik sabiti | 2,3 ( 1 kHz , 23 ° C ) | |
Önlemler | ||
IARC Sınıflandırması | ||
Grup 3: İnsanlar için kanserojenliği açısından sınıflandırılamaz | ||
Aksi belirtilmedikçe SI ve STP birimleri . | ||
Polietilen (genel kısaltma PE ) ya da polieten , değinmektedir polimerler arasında etilen . Üretimi basit ve ucuz olan PE, 100 milyon tonla 2018'de üretilen tüm plastiklerin yaklaşık üçte birini ve ambalajın yarısını temsil eden en yaygın plastik malzemedir .
Familyasına ait PE poliolefinler a, polimer malzeme bir sentez bir petrokimya ile polipropilen (PP) , PVC ve polistiren (PS) . Bu cam geçiş sıcaklığı çok düşüktür (yakın -110 ° C ) ve erime noktası göre olabilir sınıflarda ulaşmak 140 ° C önemli derecede aynı, ancak mekanik mukavemet esnemesiyle 75 için 90 ° C . Polipropilenden farklı olarak , çalışma sıcaklığı suyun kaynama noktasını geçemez. Parafinik yapısı , büyük kimyasal ataletini açıklar . Düşük yoğunluklu ( LDPE ) ve yüksek yoğunluklu ( HDPE ) homopolimerleri ve kopolimerleri ( örneğin LLDPE , plastomerler ) içeren farklı polietilen türleri vardır .
Yanması sonucu çeşitli gazlar açığa çıkar (potansiyel olarak 200'den fazla, bazıları toksiktir: furanlar , asetaldehit , doymamış veya aromatik hidrokarbonlar ( benzen ), asetik veya propanoik asit, ayrıca hava kirletici olarak kabul edilen nitrojen monoksit , karbon monoksit ve CO2 .
Adından da elde edilir olmasından kaynaklanır polimerizasyon ait monomer ve etilen (CH 2 = CH 2 genel formülüne sahip bir kompleks yapıda) - (CH 2 -CH 2 ) n- - .
Polietilen, radikal yolla hazırlanabilen tek poliolefindir .
Polietilen esas olarak petrokimyasallardan gelir . Haziran 2007'de Brezilyalı Braskem şirketi , şeker kamışının fermantasyonu ile elde edilen etanolden elde edilen etilenden polimerize edilmiş yeşil bir polietilen sertifikasını açıkladı .
Polietilenler olabilir
Soyadı | Fransızca Kısaltma | İngilizce Kısaltma | EN ISO 1043-1'e göre kısaltma | Sentez | Bağlantılar | Yoğunluk (g / cm 3 ) |
---|---|---|---|---|---|---|
Çok düşük yoğunluklu polietilen | PE-TBD | VLDPE, çok düşük yoğunluklu polietilen | PE-VLD | Düşük basınçta ( < 10 bar ) ve metalosen katalizi (mPE-TBD) ile Ziegler-Natta katalizi | ||
Doğrusal düşük yoğunluklu polietilen | PE-BDL | LLDPE, doğrusal düşük yoğunluklu polietilen | PE-LLD | Düşük basınçta ( < 10 bar ) Ziegler-Natta katalizi ile olefinlerle kopolimerizasyon | Kısa | |
Düşük yoğunluklu polietilen | PE-BD | LDPE, düşük yoğunluklu polietilen | PE-LD | Çok yüksek basınç altında radikal polimerizasyon | Uzun ve kısa düzensiz dağılmış | 0.910 - 0.925 |
Orta yoğunluklu polietilen | PE-MD | MDPE, orta yoğunluklu polietilen | PE-MD | Phillips katalizörü | 0.926 - 0.940 | |
Yüksek yoğunluklu polietilen | PE-HD | HDPE, yüksek yoğunluklu polietilen | PE-HD | Ziegler-Natta katalizi ve metalosen katalizi (mPE-HD) |
Düşük yoğunluklu polietilen, 1933 yılında İngiliz mühendisler EW Fawcett ve RO Gibson tarafından icat edildi . Yüksek yoğunluklu polietilen, 1953 yılında Alman kimyager Karl Ziegler ve ekibi tarafından sentezlendi . Doğrusal düşük yoğunluklu polietilen, 1979'da PE-BD'nin yerini almak için icat edildi.
Polietilen, termoplastik , yarı saydam, kimyasal olarak inert bir polimerdir (polipropilenden daha güçlü oksidanlara dirençlidir), kullanımı kolay ve soğuğa dayanıklıdır.
Üç ana PE ailesi, HDPE (yüksek yoğunluklu PE), LDPE (düşük yoğunluklu PE) ve LLDPE'dir (doğrusal düşük yoğunluklu PE).
LDPE, HDPE'den daha dallıdır, bu da zincirlerin birbirine daha az uyması anlamına gelir. Van der Waals tipinin moleküller arası kuvvetleri bu nedenle daha zayıftır. Bu , daha düşük bir kristallik oranı , daha düşük yoğunluk, daha yüksek işlenebilirlik ve darbe direnci ile sonuçlanır . Buna karşılık, HDPE daha katıdır .
Polietilen, yaygın olarak kullanılan sentetik bir polimerdir. Özellikle plastik ambalajların (gıda, tarımsal kullanım vb. ) Yarısını oluşturur .
Polietilenin en görünür kullanımı plastik torbalardır :
HDPE'nin ana uygulamaları sert ürünlerdir: mataralar ( deterjanlar , kozmetikler , vb. ), Şişeler , Tupperware tipi kutular, bidonlar, otomobil yakıt depoları vb.
Çanta, filmler, tek dozluk paketler,: LDPE başlıca uygulamaları, esnek ürünler çöp torbaları , yapışkan bant , esnek kaplar ( ketçap , nemlendiriciler , vs. ), vs.
Çapraz bağlı polietilen (PEX) PE daha iyi bir tutma ısı gösterir. Elektrik kablosu kılıflarının üretimi için çapraz bağlama genellikle ekstrüzyondan sonra gerçekleştirilir .
Çok yüksek moleküler ağırlıklı polietilen gibi Dyneema olarak, yüksek performans (% 40 daha yüksek daha bir mukavemet / ağırlık için kullanılan aramid ( Kevlar )). Bulunursa spor malzemeleri (kayak, snowboard , sörf, uçurtmalar, vb özellikle balistik (de), koruyucu ekipman yelek kurşun geçirmez ) ya da motosiklet (yüksek aşınma direnci giyim), implantlar buz yerine cerrahi, tabak pistleri vb Maliyeti diğer polietilenlere göre çok daha yüksektir.
Polietilen ayrıca bir gıda katkı maddesidir (oksitlenmiş polietilen balmumu E914 ).
Not: Poli (etilen tereftalat) genellikle kendi kısaltma, PET ile adlandırılan polietilen ama değildir doymuş poliester üretiminde kullanılan tekstil lifleri , içecek şişeleri , paketleme , vs.
Fransız gümrüklerine göre, 2014 yılında Fransa açık bir polietilen ithalatçısıydı. Ton başına ortalama ithalat fiyatı 1.100 € idi.
Polietilen, yenilenebilir kaynaklardan elde edilebilmesine rağmen, esas olarak petrol veya doğal gazdan üretilen etilenden sentezlenir . Bu plastik, yalnızca bolluğu nedeniyle değil, aynı zamanda çok kararlı olduğu ve neredeyse biyolojik olarak parçalanamadığı düşünüldüğü için de büyük bir atık yönetimi sorununu temsil ediyor , bu nedenle çevrede birikme eğilimi gösteriyor.
Bununla birlikte, laboratuarda, kısmen mümkündür biyolojik bozunmaya ile PE bakteri , Enterobacter asburiae YT1 ve Bacillus sp. Yiyecek güvesi ( Plodia interpunctella ) larvalarının bağırsağında bulunan YP1 : 28 gün boyunca ince PE filmleri inkübe edilerek bu canlı bakterilerden oluşan biyofilmler oluşturulur. Plastik filmleri gözenekli hale getirerek hidrofobik karakterini azaltmışlardır . Bu polietilen filmlerin yüzeyinde elektron mikroskobu ve atomik kuvvet mikroskobu taranarak kuyu ve boşluk izleri ( 0.3 ila 0.4 μm derinliğinde) gözlendi ve karbonil gruplarının oluşumu doğrulandı. İki bakteri suşu YT1 ve YP1'in (108 hücre / ml) süspansiyon kültürleri , 60 günlük bir inkübasyon süresi boyunca PE filmlerin ( 100 mg ) yaklaşık olarak sırasıyla % 6.1 ± 0.3 ve% 10.7 ± 0.2'sini bozmuştur . Molekül ağırlıkları kalıntı PE filmler düşük, 12 yan-ürünlerin bozulmasında (suda çözünür) de tespit edilmiştir. Yazarlar, sonuçlarının çevrede PE'nin biyolojik olarak parçalanması için umut verici olduğunu düşünüyorlar.
1970'lerin ortalarında, polietilenin üç ana termal bozunmasının ( Piroliz , termo-oksidasyon ve alevli yanma ) ürünlerinin toksisitesini, gaz kromatografisi ve gaz spektrometrisi kullanarak değerlendirmek için girişimlerde bulunuldu.Örneğin çalışma ile kütle Michal, Mitera & Tardon ( 1976 ). Kimyagerler daha sonra termo-oksidasyonun bir sonucu olarak özellikle aldehitler bulurlar .
Gelen 1981 , Hoff ve Jacobsson termo-oksitlenme sonucunda serbest bırakılan maddeler ilgilenmişlerdir düşük yoğunluklu Polietilen düşük buharlaşma (+/-% 4 arasında, bu nedenle, koşullar altında nispeten düşük bir sıcaklıkta (264 289 ° C) (LDPE) ). Bu durumda, LDPE'nin 44 termal ayrışma ürünü bulundu; "Hidrokarbonlar, alkoller, aldehitler, ketonlar, asitler, siklik eterler, siklik eterler, siklik esterler ve hidroksikarboksilik asitler" . On altı oksijenli bileşiğin de niceliği belirlendi (esas olarak yağ asitleri ve aldehitler). Bu sıcaklıkta polietel esas olarak formik asit açığa çıkarır .
Gazların yerinde (fırında veya çıkışında) örneklenmesi için geliştirilmiş teknikler, belirli yanma yan ürünlerinin nerede ve ne zaman ortaya çıktığı veya kaybolduğunun (bu gazların hava ile ikincil reaksiyonlarını en aza indirerek) daha iyi anlaşılmasına yol açmıştır. örnekleme sistemi). Gelen 1982 , araştırmacılar, daha sonra bozunma ürünleri ve oksidasyon ürünleri, özellikle pirolitik ile karakterize edilir. İlki, ürün oranı koşullara bağlı olarak çok az değişen C2'den C23'e kadar değişen geniş bir doymuş ve doymamış hidrokarbon yelpazesi, karbon zincirleridir. Daha çok ikincil ürünler, yani oksidasyon yoluyla bozunma arasında, özellikle aseton , asetaldehit , asetik asit ve az miktarda akrolein (yanma koşullarına bağlı olarak çok değişken miktarlarda ve oranlarda) buluyoruz .
Kısa bir süre sonra ( 1984'te ) Amerika Birleşik Devletleri'nde , laboratuvarda, ancak bir çöp yakma fırınının koşullarını simüle eden bir aparatta, Hawley-Feder ve meslektaşları, polietilenin yüksek sıcaklıkta yanmasını, buharları ve dumanı hemen geri kazanarak inceliyor. (soğuk tuzaklarda, sıvı nitrojenle ) ve gaz kromatografisiyle analiz için cam yünü üzerinde ve bu dört sıcaklıkta (800, 850, 900 ve 959 ° C).
Gelen 1994 , yanma odası içinde mevcut olan oksijen miktarı kuvvetli yanma odasındaki oluşturacak gazların türü etkilediğini polietilen yanma üzerindeki deneyler sırasında doğrulanmıştır (polisiklik aromatik hidrokarbonlar, özellikle (PAH).) Ve ilgili yanmamışların imhası.
Daha sonra, çeşitli polietilen (PE) türlerinin buharlarının ve yanma dumanlarının kimyasal bileşimi, analitik ekipmanın ilerlemesi sayesinde, örneğin Piao ve al (1999) tarafından kullanılan GC-FID ve GC-MSD ile rafine edilebilir. 600 ila 900 ° C arasında değişen sıcaklıklarda ayarlanabilir hava akışına sahip laboratuvar fırını; düşük sıcaklıklarda çoğunlukla hidrokarbonlar oluşurken, polisiklik aromatik hidrokarbon bileşikleri daha yüksek sıcaklıklarda ortaya çıkar. Kullanılan materyal, önceki çalışmalardan daha fazla bileşiğin tanımlanmasını mümkün kılmıştır).
Font ve al gibi diğer yazarlar, 2004 yılında, polietilenin yanması sırasında oluşan uçucu ve yarı uçucu bileşikler (ve bunların fırında evrimleri) hakkında farklı koşullar altında (500 ila 850 arasında 4 döngü yanma döngüsü) verileri yayınladı. 2 farklı numune / hava kütle oranlı ° C ve aynı sıcaklıklarda iki pirolitik döngü). Burada, yaklaşık 500-600 ° C'de polietilenin yanması, oksijen bulunmadığında (pirolitik ayrışma) oksijen bileşiklerinin varlığında (özellikle aldehitler) ortaya çıktığında α, ω-olefinler, α-olefinler ve n-parafinler yayar; yüksek karbon oksit ve hafif hidrokarbon üretimi de gösterilmiştir. Bu çalışma , daha yüksek sıcaklıklarda zararlı PAH'ların ( polisiklik aromatik hidrokarbonlar ) ortaya çıktığını doğruladı ( geliştirilen yarı uçucu bileşikler oksijenle mükemmel şekilde karışmazsa, yanma odası içindeki pirolitik nefeslerin gelişmesi nedeniyle). Polietilen yanma odasında toplamda 200'den fazla kimyasal kirletici tespit edilmiştir. Işığa, havaya ve atmosferik neme maruz kaldığında, bu kirletici kokteyli hala önemli ölçüde gelişebilir.
Olarak evsel atık yakma fırınları , polietilen, genellikle, mürekkepli kirlenmiş ve diğer plastik veya diğer ile karıştırılır atık ( muhtemelen şeklinde CSR ); bromlu alev geciktiriciler de içerebilir; örneğin kırmızı fosfor (küçük miktarlarda), polietilen veya diğer katkı maddelerinin yaygın bir alev geciktiricisi olmuştur ); tüm bu durumlarda, teori veya laboratuar testleri ile tahmin edilenden başka gazlar ve mikropartiküller veya yanmamış nanopartiküller üretebilir .
Kağıt ve polietilen ambalaj kalıntılarından üretilen bir tip CSR , uygun endüstriyel kazanlarda (bu karışımdan yapılan tuğlalar 700-900 ° C'ye kadar yanar) yakıt olarak kullanılabilir, ancak% 30'dan fazla (kütlece) 2004 çalışmasına göre polietilenin “çok yüksek PAH emisyonlarına neden olur . Ek olarak, PE'nin% 30'u aşan kütle fraksiyonları için, esas olarak hafif PAH'lardan daha toksik olan ağır PAH'lar oluşur ”).
Tüm bu nedenlerden dolayı polietilen kesinlikle bahçede, açık havada veya şömine veya ev içi eklerde yakılmamalı, sadece uygun filtrelerle donatılmış kazanlarda veya özel tesisatlarda yakılmalıdır.
2010 yılında Zhuo ve meslektaşları, polietilenin ardışık pirolizi ve yanması yoluyla başarıyla karbon nanotüp üretti.