Πολυαιθυλένιο και πολυπροπυλένιο: ομοιότητες και διαφορές

Το πολυπροπυλένιο και το πολυαιθυλένιο είναι μερικοί από τους πιο συνηθισμένους τύπους πολυμερών υλικών. Χρησιμοποιούνται με επιτυχία στη βιομηχανία, την καθημερινή ζωή και τη γεωργία. Λόγω της μοναδικής τους σύνθεσης, πρακτικά δεν έχουν ανάλογα. Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά στις κύριες ομοιότητες και διαφορές μεταξύ πολυπροπυλενίου και πολυαιθυλενίου, καθώς και το εύρος των υλικών.

Όπως οι περισσότεροι τέτοιοι επιστημονικοί όροι, τα ονόματα των υλικών δανείστηκαν από την ελληνική γλώσσα. Το πρόθεμα poly, που υπάρχει και στις δύο λέξεις, μεταφράζεται από τα ελληνικά ως «πολλά». Το πολυαιθυλένιο είναι πολύ αιθυλένιο και το πολυπροπυλένιο είναι πολύ προπυλένιο. Δηλαδή, στην αρχική κατάσταση, τα υλικά είναι συνηθισμένα εύφλεκτα αέρια με τους τύπους:

• C2H4 - πολυαιθυλένιο;

• C3H6 - πολυπροπυλένιο.

Και οι δύο αυτές αέριες ουσίες ανήκουν σε ειδικές ενώσεις, τα λεγόμενα αλκένια ή άκυκλους ακόρεστους υδρογονάνθρακες. Για να τους δοθεί μια στερεή δομή, πραγματοποιείται πολυμερισμός - η δημιουργία ύλης υψηλού μοριακού βάρους, η οποία σχηματίζεται με συνδυασμό μεμονωμένων μορίων ουσιών χαμηλού μοριακού βάρους με ενεργά κέντρα αναπτυσσόμενων μορίων πολυμερούς.

Ως αποτέλεσμα, σχηματίζεται ένα στερεό πολυμερές, η χημική βάση του οποίου είναι μόνο ο άνθρακας και το υδρογόνο. Ορισμένα χαρακτηριστικά των υλικών σχηματίζονται και ενισχύονται με την προσθήκη ειδικών πρόσθετων και σταθεροποιητών στη σύνθεσή τους.

Όσον αφορά τη μορφή των πρωτογενών πρώτων υλών, το πολυπροπυλένιο και το πολυαιθυλένιο πρακτικά δεν διαφέρουν - παράγονται κυρίως με τη μορφή μικρών σφαιρών ή πλακών, οι οποίες, εκτός από τη σύνθεσή τους, μπορούν να διαφέρουν μόνο σε μέγεθος. Μόνο τότε, με τήξη ή πίεση, παράγονται από αυτά διάφορα προϊόντα: σωλήνες νερού, δοχεία και συσκευασίες, γάστρα σκαφών και πολλά άλλα.

Μετά τη διαδικασία του πολυμερισμού, το πολυαιθυλένιο είναι ένα σκληρό υλικό με ασυνήθιστη απτική επιφάνεια, σαν να καλύπτεται με ένα μικρό στρώμα κεριού. Λόγω των δεικτών χαμηλής πυκνότητάς του, είναι ελαφρύτερο από το νερό και έχει υψηλά χαρακτηριστικά:

• ιξώδες;
• ευκαμψία;
• ελαστικότητα.

Το πολυαιθυλένιο είναι ένα εξαιρετικό διηλεκτρικό, ανθεκτικό στη ραδιενεργή ακτινοβολία. Αυτός ο δείκτης είναι ο υψηλότερος μεταξύ όλων των παρόμοιων πολυμερών. Φυσιολογικά, το υλικό είναι απολύτως ακίνδυνο, επομένως χρησιμοποιείται ευρέως στην κατασκευή διαφόρων προϊόντων για την αποθήκευση ή τη συσκευασία τροφίμων. Χωρίς απώλεια ποιότητας, μπορεί να αντέξει ένα αρκετά μεγάλο εύρος θερμοκρασιών: από -250 έως + 90 °, ανάλογα με τη μάρκα και τον κατασκευαστή του. Η θερμοκρασία αυτανάφλεξης είναι + 350 °.

Το πολυαιθυλένιο είναι εξαιρετικά ανθεκτικό σε μια σειρά από οργανικά και ανόργανα οξέα, αλκάλια, αλατούχα διαλύματα, ορυκτέλαια, καθώς και σε διάφορες ουσίες με περιεκτικότητα σε αλκοόλη. Αλλά ταυτόχρονα, όπως το πολυπροπυλένιο, φοβάται την επαφή με ισχυρά ανόργανα οξειδωτικά όπως το HNO3 και το H2SO4, καθώς και με ορισμένα αλογόνα. Ακόμη και μια ελαφρά επίδραση αυτών των ουσιών οδηγεί σε ρωγμές.

Το πολυπροπυλένιο έχει υψηλή αντοχή σε κρούση και αντοχή στη φθορά, είναι αδιάβροχο και αντέχει σε πολλαπλές κάμψεις και σπασίματα χωρίς απώλεια ποιότητας. Το υλικό είναι φυσιολογικά αβλαβές, επομένως τα προϊόντα που κατασκευάζονται από αυτό είναι κατάλληλα για την αποθήκευση τροφίμων και πόσιμου νερού. Είναι άοσμο, δεν βυθίζεται στο νερό, δεν βγάζει καπνό όταν αναφλεγεί, αλλά λιώνει σε σταγονίδια.

Τα αλογόνα, τα διάφορα οξειδωτικά αέρια και οι οξειδωτικοί παράγοντες υψηλής συγκέντρωσης, όπως το HNO3 και το H2SO4, επηρεάζουν αρνητικά την ακεραιότητα των προϊόντων πολυπροπυλενίου. Αυτοανάφλεξη στους + 350 °. Γενικά, η χημική αντοχή του πολυπροπυλενίου στο ίδιο καθεστώς θερμοκρασίας είναι σχεδόν ίδια με αυτή του πολυαιθυλενίου.

Το πολυαιθυλένιο κατασκευάζεται με πολυμερισμό αερίου αιθυλενίου σε υψηλή ή χαμηλή πίεση. Το υλικό που παράγεται υπό υψηλή πίεση ονομάζεται πολυαιθυλένιο χαμηλής πυκνότητας (LDPE) και πολυμερίζεται σε σωληνοειδή αντιδραστήρα ή ειδικό αυτόκλειστο. Το πολυαιθυλένιο χαμηλής πίεσης υψηλής πυκνότητας (HDPE) παράγεται με χρήση αέριας φάσης ή πολύπλοκων οργανομεταλλικών καταλυτών.

Η πρώτη ύλη για την παραγωγή πολυπροπυλενίου (αέριο προπυλένιο) εξάγεται με διύλιση προϊόντων πετρελαίου. Το κλάσμα που απομονώνεται με αυτή τη μέθοδο, που περιέχει περίπου το 80% του απαιτούμενου αερίου, υφίσταται πρόσθετο καθαρισμό από περίσσεια υγρασίας, οξυγόνου, άνθρακα και άλλων ακαθαρσιών. Το αποτέλεσμα είναι αέριο προπυλένιο υψηλής συγκέντρωσης: 99-100%. Στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας ειδικούς καταλύτες, η αέρια ουσία πολυμερίζεται σε μέτρια πίεση σε ειδικό υγρό μονομερές μέσο. Το αέριο αιθυλένιο χρησιμοποιείται συχνά ως συμπολυμερές.

Το πολυπροπυλένιο, όπως το χλωριωμένο PVC (χλωριούχο πολυβινύλιο), χρησιμοποιείται ενεργά στην παραγωγή σωλήνων νερού, καθώς και ως μόνωση για ηλεκτρικά καλώδια και καλώδια. Λόγω της αντοχής τους στην ιονίζουσα ακτινοβολία, τα προϊόντα πολυπροπυλενίου χρησιμοποιούνται ευρέως στην ιατρική και την πυρηνική βιομηχανία. Το πολυαιθυλένιο, ειδικά η υψηλή πίεση, είναι λιγότερο ανθεκτικό. Ως εκ τούτου, χρησιμοποιείται συχνότερα στην παραγωγή διαφόρων δοχείων (PET), μουσαμάδων, υλικών συσκευασίας, θερμομονωτικών ινών.

Η επιλογή του υλικού θα εξαρτηθεί από τον τύπο του συγκεκριμένου προϊόντος και τον σκοπό του. Το πολυπροπυλένιο είναι ελαφρύτερο, τα προϊόντα που κατασκευάζονται από αυτό φαίνονται πιο ευπαρουσίαστα, είναι λιγότερο επιρρεπή σε μόλυνση και καθαρίζονται ευκολότερα από το πολυαιθυλένιο. Αλλά λόγω του υψηλού κόστους των πρώτων υλών, το κόστος παραγωγής προϊόντων πολυπροπυλενίου είναι μια τάξη μεγέθους υψηλότερο. Για παράδειγμα, με τα ίδια χαρακτηριστικά απόδοσης, η συσκευασία από πολυαιθυλένιο είναι σχεδόν η μισή τιμή.