Вы вошли как ГостьПриветствую Вас, Гость
Главная » 2016 » Ноябрь » 3 » Молекулярная масса и структура ПЭСД.
19:12
Молекулярная масса и структура ПЭСД.

             Молекулярная масса полиэтилена среднего давления.
   Молекулярная масса ПЭСД определяется удельной поверхностью катализатора, которая зависит от температуры активации катализатора и содержания хрома. Повышение температуры активации и содержания хрома в катализаторе, приводит к снижению молекулярной массы ПЭСД, но, дает существенный выигрыш в скорости полимеризации. На рисунке приведена зависимость вязкости раствора ПЭСД в декалине от температуры активации катализатора. Вязкость раствора, в данном случае, зависит от молекулярной массы полимера.

                                    

    Регулирование молекулярной массы ПЭСД в ходе процесса производства можно осуществить изменением температуры процесса и давлением полимеризации. При увеличении давления от 1 до 50 атм. приводит к повышению скорости полимеризации, при более высоком давлении зависимость скорости полимеризации от давления снижается. Поэтому процесс полимеризации проводят при максимальном давлении (5 МПа), регулировку молекулярной массы производят путем изменения давления. Максимальная температура полимеризации составляет порядка 140*С, так как, при более высокой температуре заметно снижается скорость полимеризации. Увеличение температуры полимеризации со 100*С до 130*С приводит к снижению молекулярной массы полимера, при этом растет скорость полимеризации.
                                                    Структура ПЭСД.
      Молекула ПЭСД содержит значительно меньше боковых алкильных фрагментов, в 4 раза меньше, чем ПЭНД полученный на катализаторах Циглера-Натта, до 20 раз меньше, чем в ПЭВД. При этом, молекула ПЭСД содержит в несколько раз больше двойных связей, чем ММ ПЭНД, часто ММ содержит концевую винильную группу. В связи с наличием на одном конце ММ винильной группы, а на другом конце метильной группы, дает возможность переносу протона. Это основной вариант обрыва цепи при полимеризации. Вероятность переноса протона повышается при увеличении температуры, что вызывает снижение молекулярной массы при увеличении температуры. Несколько меньший вклад дает перенос активного центра на мономер.
      Низкое содержание боковых алкильных групп вызывает высокую степень кристалличности, которая составляет для ПЭСД порядка 85-92%, при средней плотности 0,95-0,98 гр./см3. При 100% кристалличности ПЭСД плотность достигает 1 гр./см3. Высокая степень кристалличности снижает стойкость к растрескиванию под напряжением и под действием ПАВ. Для снижения степени кристалличности ПЭСД применяют сополимеризацию с пропеном-1 и бутеном-1. В таблице приведено содержание различных групп в ММ на 1000 звеньев.

         

      Добавление пропена-1 в меньшей степени способствует снижению кристалличности полимера, чем бутен-1. Применение пропена-1 позволяет получить более равномерное распределение сомономера в полимерной цепи. На графике приведена зависимость степени кристалличности СЭП от содержания пропена-1 (1) и бутена-1 (2) от длины цепи сомономера при его содержании в сополимере 2,1±0,4% мол.

       

       Наиболее перспективный метод получения сополимеров заключается в использовании более дешевого сырья – этилена, но, катализатора с добавлением никеля. Проблема здесь заключается в необходимости поддержания точных параметров процесса, а так же, точной дозировки никеля и хрома в катализатор. Так как, количество образующегося бутена-1 из этилена, находится в зависимости от давления, температуры, распределения никеля в катализаторе и др. факторов. Это приводит к проблемам с точным регулированием свойств продукции в случае необходимости поддержания на необходимом уровне сразу нескольких параметров (например, твердость и стойкость к растрескиванию).
      Многие производства сегодня располагают обширным парком производственного оборудования давнего выпуска, которое не позволяет поддерживать необходимые параметры с должным уровнем точности. Модернизация часто оказывается весьма дорогой, а новое оборудование не закупают пока старое не выработает свой ресурс.
                                         Влияние структуры на свойства.
        Повышение ПТР ПЭСД вызвано снижением средней молекулярной массы, что вызывает уменьшение ширины ММР. Это положительно сказывается на стабильности свойств и на технологичности переработки полимера, но, приводит к снижению прочностных свойств, связанных с большими деформациями материала (например, растяжение или сильный изгиб тонкого листа, прокол пленки).
      В таблице собраны основные свойства типичного ПЭСД и сополимера этилена с бутеном-1 (1,5% мол.).

        

     Высокая степень кристалличности ПЭСД приводит к низкой газопроницаемости, а так же, высокой стойкости к растворителям. Так, водопоглощение ПЭСД (металлокисные катализаторы) в три раза ниже, чем водопоглощение ПЭНД (катализатор Циглера-Натта).
       Диэлектрическая проницаемость ПЭСД зависит, главным образом, от содержания остаточного катализатора. Диэлектрические потери в ПЭСД увеличиваются с ростом частоты переменного тока, образующего поле. В интервале часто переменного электромагнитного поля 10-50 *1010 Гц величина диэлектрических потерь не зависит от частоты, и составляет 2,35±0,05.

Категория: Полимерные материалы | Просмотров: 284 | Добавил: Chemadm | Рейтинг: 5.0/2
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]