Химическая формула полиэтилена. Применение полиэтилена

Что собой представляет полиэтилен? Структурная формула данного вещества предполагает его химическую устойчивость к агрессивным щелочам и кислотам. Подробнее рассмотрим особенности данного полимера, сферы его применения.

Химическое строение

Формула полиэтилена свидетельствует о том, что данное вещество может существовать в двух различных модификациях, отличающихся по строению, физическим и химическим свойствам. Исходным мономером для получения обеих форм является этилен, относящийся к классу непредельных углеводородов. Готовая формула полиэтилена может иметь линейное расположение структурных звеньев, при этом показатель степени полимеризации составляет число больше 5000. В иной структуре наблюдается разветвление углеродных атомов, так как они соединяются между собой случайным образом. Химическая формула получения полиэтилена линейного строения предполагает использование специальных катализаторов. Процесс происходит при средних температурах и давлении до 20 атмосфер.

Характеристики полимера

Начнем с того, что химическая формула полиэтилена объясняет физические свойства данного вещества. Его считают термопластичным полимером, непрозрачным в плотном слое. Полиэтилен не растворяется в органических веществах при комнатной температуре. Температура его кристаллизации находится в диапазоне от -60 до -269 градусов по шкале Цельсия.

При нагревании выше 80 градусов происходит набухание, затем растворение полимера в ароматических углеводородах. До 60 градусов вещество устойчиво к азотной и серной кислотам, но при более высоких показателях температуры происходит его разрушение под действием этих сильных неорганических окислителей.

Способы получения

Как можно получить полиэтилен? Формула мономера данного процесса следующая: С₂Н₄. Реакция предполагает производство продукта при невысокой плотности или высоком давлении. Кроме того, можно путем полимеризации создать вещество высокой плотности при низком давлении. Линейный продукт является промежуточным между двумя формами полиэтилена, указанными выше. Ранее при изготовлении данного ВМС применялись металлические катализаторы.

Технология предполагала производство полимера с высокомолекулярной массой, что положительно сказывалось на прочности изделий из полиэтилена. Между структурой и свойствами получаемых полимеров есть существенные отличия в строении, поэтому и области использования у них существенно отличаются. Чем характеризуется полиэтилен? Формула полимера, имеющая только одинарные связи, подтверждает высокую температуру его плавления, прочность, а также твердость.

Физические характеристики

Формула полиэтилена подразумевает расположение в одной цепи одинаковых мономеров. Это объясняет не только химическую стойкость получаемого полимера, но и механические параметры ВМС. Прочность повышается при возрастании относительной молекулярной массы продукта полимеризации.

Формула полиэтилена объясняет связь между механическими показателями и плотностью получаемого полимера. У тонких пленок ВМВ большая гибкость, незначительная прозрачность, поэтому листы материала имеют достаточную жесткость. Получаемый полимер имеет высокую стойкость к серьезным механическим нагрузкам.

Специфические характеристики

О чем свидетельствует формула полиэтилена? Отсутствие двойных и тройных связей в ней объясняет морозостойкость данного соединения. Полиэтиленовые изделия можно эксплуатировать при диапазоне температур от -70 до +60 градусов по Цельсию. Среди основных недостатков данного полимерного соединения следует упомянуть его незначительный эксплуатационный срок службы. Для того чтобы справиться с подобной проблемой, в исходную смесь добавляют специальные добавки. Введение аминов, фенолов, газовой сажи способствует повышению срока службы полиэтилена.

Неполярный полимер обладает электрическими свойствами, поэтому его принято считать высокочастотным диэлектриком. Присутствие катализатора негативно отражается на данных характеристиках, вызывает понижение диэлектрических свойств.

ВМС высокого давления

Полимер повышенной плотности используют в основном для производства упаковки и разнообразной тары. За пределами России третья часть всего выпускаемого полиэтилена уходит на создание путем выдувной формовки упаковочных контейнеров, емкостей для хранения пищевой продукции, косметических продуктов, бочек и топливных баков.

Отметим, что все большее количество полимера уходит на изготовление упаковочных пленочных материалов. ВМС, получаемый в результате такого технологического процесса, применяется для изготовления деталей и труб. Причина подобной востребованности - не только в длительном эксплуатационном сроке службы данного полимера, но и в незначительной стоимости получаемых трубопроводов.

Свойства данного соединения напрямую зависят от плотности материала. При повышении плотности наблюдается возрастание твердости, жесткости, химической стойкости. Но одновременно происходит и снижение прочности к ударам, уменьшается проницаемость для паров и газов, минимизируется стойкость к деформации разрыва.

Среди положительных характеристик анализируемого полимерного соединения отметим его диэлектрическую стойкость, биологическую инертность, радиационную стабильность. Минусами можно считать нестойкость к маслам, жирам, негативному воздействию ультрафиолетового облучения.

Особенности использования полиэтилена

Отличные диэлектрические показатели данного высокомолекулярного соединения и его незначительная проницаемость позволяют применять данное химическое соединение для изготовления кабелей, электрических проводов. Они востребованы в телеграфной, телефонной связи, диспетчерских системах телеуправления, сигнальных приборах, установках высокой частоты.

Кроме того, полиэтилен и его производные востребованы в установках высоких частот, используются для изготовления обмоток электрических проводов в двигателях, функционирующих на воде. Полиэтилен в больших количествах также применяется в подводных кабелях. У данного высокомолекулярного материала есть определенные преимущества в сравнении с каучуковой изоляцией. Получаемый провод выгодно отличается гибкостью, высокоэлектрической проводимостью, стойкостью к механическим повреждениям.

Заключение

Доступность мономера для производства полиэтилена делает продукт реакции востребованным в различных отраслях современного производства. Помимо химической промышленности получаемый ВМС востребован и в технике. Современные технологии позволяют производить листы и пленки из полиэтилена любой плотности.

Есть два основных метода, применяемых для создания тонких материалов. В первом случае осуществляется экструзия расплава полимера сквозь кольцевую щель. Данная технология позволяет выпускать пленки толщиной около 0,3 мм. В основном производимый полиэтилен применяют в качестве упаковочного материала в различных отраслях. Для придания ему максимальной эластичности его смешивают с поливинилхлоридом либо поливинилфторидом.