Растворение полиэтилена в октане при температуре, не превышающей 110 С, продолжается около четырех часов. Для проверки полноты растворения вискозиметр извлекают из термостата. Если полимер полностью не растворился, то осадок вначале образуется в суженной части резервуара. [1]
Действительно, растворение полиэтилена при повышенных температурах в н-гексаце, поливинилацетата при 25 С в Этилацетате, полиизобутилена в тетрадекане происходит атермически. [2]
Несоблюдение этих требований приводит к частичным деструкции и растворению полиэтилена в маслах. [3]
Благодаря высокой степени кристалличности полиэтилена при комнатной температуре набухание его в растворителе невелико и полимер сохраняет кристаллическую структуру также и набухшем состоянии. Поэтому растворение полиэтилена воз можно лишь при более высокой температуре, когда степень кристалличности его резко уменьшается. [6]
После полного растворения полиэтилена горячий прозрачный раствор выливают в 100 мл абсолютированного н-пропилового спирта и отсасывают осадок на воронке Бюхнера. Если после растворения полиэтилена горячий раствор толуола не будет прозрачным, то его необходимо отфильтровать на воронке горячего фильтрования и только после этого вылить в раствор абсолютированного н-пропилового спирта и отделить выделившийся полиэтилен. Полученный полиэтилен сушат на воздухе и определяют его молекулярную массу вискозиметрическим методом. [7]
После полного растворения полиэтилена горячий прозрачный раствор выливают в 100 мл безводного н-пропилового спирта и отсасывают осадок на воронке Бюхнера. Если после растворения полиэтилена горячий раствор толуола не будет прозрачным, то его необходимо отфильтровать на воронке горячего фильтрования и только после этого вылить в раствор безводного н-пропилового спирта и отделить выделившийся полиэтилен. Полученный полиэтилен сушат на воздухе и определяют его молекулярный вес. [8]
Сульфирование полиэтилена начинается выше 55 С, поливинилхлорида-выше 72 С. Продолжительность сульфирования определяется количеством взятой в реакцию хлорсульфоновой кислоты. Сульфирование не сопровождается растворением полиэтилена или поливинилхлорида. При дальнейшем нагревании нерастворимых продуктов содержание в них сульфогрупп продолжает возрастать. [14]
Полиэтилен представляет собой полимер, который не растворяется при обычных условиях, а только набухает в различных видах жидких веществ. Благодаря этому свойству полиэтилен используется при производстве тары для различных химических веществ, при производстве некоторых видов полиэтилена добавляют специальные присадки, которые еще больше повышают стойкость полиэтилена к различным видам агрессивных веществ и растворителей.
Растворить некоторые виды полиэтилена можно при повышенной температуре, применяя различные виды растворителей, такие как циклогексан или четыреххлористый углерод, некоторые виды полиэтилена также могут растворяться при повышенном давлении в воде при температуре 180 градусов.
Также в качестве растворителя полиэтилена могут использоваться разные виды ароматических углеводородов. Одним из растворителей полиэтилена может стать бензол, который входит в составы различных видов растворителей, которые выпускаются отечественной и зарубежной промышленностью. Еще одним видом растворителя для полиэтилена являются некоторые виды бензинов, которые при нагревании могут стать растворителем для полиэтилена.
Растворители для полиэтилена могут применяться в случае необходимости соединения нескольких деталей из полиэтилена или же при утилизации данного вида полимера.
Для склеивания полиэтилена также применяются такие растворители, как ксилол, который растворяет полиэтилен при температуре 75 градусов, ледяная уксусная кислота, которая растворяет полиэтилен при температуре 30 градусов, а также трихлорэтан, который растворяет полиэтилен при температуре 70 градусов.
Для склеивания изделий из полиэтилена также могут быть использованы популярные клеи БВ-2 и БФ-4, перед склеиванием поверхности необходимо тщательно обработать поверхность склеиваемых детей раствором хромового ангидрида.
При работе с растворителями полиэтилена необходимо соблюдать осторожность, многие из них являются токсичными веществами. Производить работы с растворителями полиэтилена необходимо в перчатках и респираторах, при попадании растворителя для полиэтилена на кожу или слизистые оболочки необходимо в кратчайшие сроки смыть растворитель водой.
Приобрести растворители для полиэтилена можно в различных магазинах или компаниях, которые занимаются продажей данного вида продукции, кроме того, некоторые виды растворителей для полиэтилена можно заказать в интернет-магазинах.
Растворение полиэтилена в октане при температуре, не превышающей 110 С, продолжается около четырех часов. Для проверки полноты растворения вискозиметр извлекают из термостата. Если полимер полностью не растворился, то осадок вначале образуется в суженной части резервуара. [1]
Действительно, растворение полиэтилена при повышенных температурах в н-гексаце, поливинилацетата при 25 С в Этилацетате, полиизобутилена в тетрадекане происходит атермически. [2]
Несоблюдение этих требований приводит к частичным деструкции и растворению полиэтилена в маслах. [3]
Для получения полимера с более высоким показателем текучести расплава ( 0 1 – 15 г / 10 мин) реакцию полимеризации осуществляют при температурах выше температуры растворения полиэтилена в используемом растворителе. [5]
Благодаря высокой степени кристалличности полиэтилена при комнатной температуре набухание его в растворителе невелико и полимер сохраняет кристаллическую структуру также и набухшем состоянии. Поэтому растворение полиэтилена воз можно лишь при более высокой температуре, когда степень кристалличности его резко уменьшается. [6]
После полного растворения полиэтилена горячий прозрачный раствор выливают в 100 мл абсолютированного н-пропилового спирта и отсасывают осадок на воронке Бюхнера. Если после растворения полиэтилена горячий раствор толуола не будет прозрачным, то его необходимо отфильтровать на воронке горячего фильтрования и только после этого вылить в раствор абсолютированного н-пропилового спирта и отделить выделившийся полиэтилен. Полученный полиэтилен сушат на воздухе и определяют его молекулярную массу вискозиметрическим методом. [7]
После полного растворения полиэтилена горячий прозрачный раствор выливают в 100 мл безводного н-пропилового спирта и отсасывают осадок на воронке Бюхнера. Если после растворения полиэтилена горячий раствор толуола не будет прозрачным, то его необходимо отфильтровать на воронке горячего фильтрования и только после этого вылить в раствор безводного н-пропилового спирта и отделить выделившийся полиэтилен. Полученный полиэтилен сушат на воздухе и определяют его молекулярный вес. [8]
Были испытаны следующие растворители: ксилол, бензол, че-тыреххлористый углерод, толуол, метилэтилкетон, хлорэкс, цикло-гексан, циклогексен и др. Температура смешения раствора полиэтилена и смолы предопределялась точкой кипения растворителя и растворимостью полиэтилена. Установлено, что растворение полиэтилена и смешение его со смолой целесообразно проводить при температуре не выше 65 – 70 С. При более высокой температуре – в случае циклогексана и других растворителей с низкой температурой кипения – наблюдается унос растворителя; при более низкой температуре полиэтилен выпадает в осадок и масса получается неоднородной. Из числа испытанных растворителей наиболее пригодными оказались ксилол, бензол и особенно циклогексан и циклогексен. [9]
Полимеризация этилена на окисно-хромовом катализаторе в среде растворителя, может быть проведена при двух существенно различных температурных режимах – в режиме расплава и в режиме суспензии. При температурах выше температуры растворения полиэтилена процесс полимеризации происходит с образованием вязкого раствора полимера. При суспензионной полныеризации, то есть при температурах более низких, чем температура растворенья полиэтилена ( при применении циклогексана ниже 90), образуются гранулы кристаллического полимера Проведение полимеризации в суспензии имеет ряд преимуществ перед полимеризацией в расплаве. Самым главным из них является возможность получения полиэтилена с низкой зольностью без отделения катализатора. [10]
Природа совмещения битума с полиэтиленом еще до конца не выяснена. По данным Гундермана [167] и Вальтера [168], полиэтилен растворим в горячем битуме, но кристаллизуется при охлаждении, образуя новую фазу. Растворение полиэтилена в битуме при высоких температурах подтверждается экспериментальными исследованиями по совмещению полиэтилена с маслами. Смесь масла с полиэтиленом в горячем состоянии прозрачна, а при температуре 70 – 80 С начинает мутнеть и при малой концентрации кристаллы полиэтилена осе дают, а при высокой образуют смеси типа консистентных смазок. Выделение полиэтилена из полиэтилен-масляной смеси с помощью изооктана показало, что вес осадка равен количеству полиэтилена, введенного в масло. [13]
Сульфирование полиэтилена начинается выше 55 С, поливинилхлорида-выше 72 С. Продолжительность сульфирования определяется количеством взятой в реакцию хлорсульфоновой кислоты. Сульфирование не сопровождается растворением полиэтилена или поливинилхлорида. При дальнейшем нагревании нерастворимых продуктов содержание в них сульфогрупп продолжает возрастать. [14]
Экспресс-метод анализа пластмасс
Как разобраться в безбрежном море пластмасс? Чем они отличаются друг от друга? “Общество пластиковой промышленности” (сокращенно SPI), для облегчения процесса классификации различных видов пластмасс ввело в обиход специальные коды SPI. Вы их видели – достаточно взгляда на дно пластиковой бутылки. Цифра внутри треугольника указывает на тип пластмассы для упрощения сортировки и переработки. Также под знаком может присутствовать буквенный код пластика. Что же они обозначают?
Впервые полученный в 1940-е годы, ПЭТФ первоначально предназначался для производства волокон, но уже в 1960-е годы начал использоваться для производства плёнки. А в 1973 году в США была запатентована ПЭТФ бутылка. Развитие технологии выдувки из преформ, PET BOTTLE RECYCLING стойкость к ударным нагрузкам, свобода в выборе дизайна и относительно низкая стоимость привели к тому, что бутылки – одно из самых значительных направлений использования ПЭТФ пластиков. ПЭТФ используется для производства бутылок для газированных напитков, минеральной воды, соков, пива, растительных масел, майонеза, косметики, бытовых очистителей и других пищевых и непищевых ёмкостей. Под изображением обычно ставится буквенный код PETE, иногда PET и цифра 1.
ПЭНД (полиэтилен низкого давления, высокой плотности)
Применяется со времен Второй мировой войны, но актуальности не потерял и в наши дни. К 60-м годам полностью заменил целлофан. Используется для изготовления упаковки, фасовоч-ных пакетов (так называемых “шуршунчиков”). Используется буквенный код HDPE и цифра 2.
ПЭВД (полиэтилен высокого давления, низкой плотности)
Наиболее распространенный вид пластмасс. Используется при изготовлении бутылок для моющих средств, игрушек, парниковой пленки, труб. Из него также делали и продолжают делать различные косметические флаконы, бочки, изоляцию в кабеле и т.д. – всего не перечислишь. Используется буквенный код LDPE и цифра 3.
Применяется с 1927 года. Основной материал для изготовления линолеума. Очень ядовит при сжигании! (при недостатке кислорода выделяются фосген, хлор). После ряда публикаций в 1973 году, его использование для пищевой посуды резко сократилось. Для обозначения используется буквенный код PVC и цифра 4.
Достаточно жесткий и эластичный материал. Из него делают одноразовые шприцы, посуду для горячих блюд, упаковочную ленту, термоусадочную пленку, мешки для сахара и т.д. Достаточно широко используется для изготовления баночек герметизируемых крышечками из фольги. Все изделия из полипропилена выдерживают кипячение и стерилизацию паром. Используется буквенный код PP и цифра 5.
Одноразовая посуда, стаканчики под йогурт, внутренняя обшивка холодильников, задние стенки отечественных телевизоров, электроизоляционная полистирольная пленка. При производстве полистирола используются химически активные вещества, разрушающие озоновый слой Земли. Используется буквенный код PS и цифра 6.
Чаще всего, это многослойная упаковка или упаковка из нескольких типов пластмасс. Например литровая коробка для сока состоит из картона, фольги и полимера. Такая упаковка практически не поддается вторичной переработке, т.к технологически очень сложно разделить материал упаковки на составляющие. Буквенный код отсутствует, а внутри треугольника – прочерк или цифра 7.
Определить вид пластмассы, если имеется маркировка, достаточно легко – а как быть, если никакой маркировки нет, а узнать, из чего сделана вещь – необходимо.
В большинстве случаев, это достаточно трудно сделать, особенно при схожести физических свойств пластмасс. Наиболее совершенной является специальная система распознавания пластмасс. Около 30 различных полимеров могут быть идентифицированы в течение одной секунды с помощью так называемой инфракрасной спектроскопии. Эта система используется в Европе при утилизации старых автомобилей. Для России данная система еще не скоро получит широкое распространение, а распознавать пластмассы надо уже сейчас.
Для быстрого и качественного распознавания различных видов пластмасс достаточно немного желания и практического опыта (мне потребовалось около месяца). Методика достаточно проста: анализируются физико-механические особенности пластмасс (твердость, гладкость, эластичность и т. д.) и их поведение в пламени спички (зажигалки). Может показаться странным, но различные виды пластмасс и горят по-разному! Например, одни ярко вспыхивают и интенсивно сгорают (почти без копоти), другие, наоборот, сильно коптят. Пластмассы даже издают разные звуки при своем горении! Поэтому так важно по набору косвенных признаков точно идентифицировать вид пластмассы, ее марку.
Вначале рассмотрим общие характеристики по разным пластмассам, позднее они будут сведены в единую таблицу, что позволит достаточно легко и быстро проводить анализ.
ПЭВД (полиэтилен высокого давления, низкой плотности). Горит синеватым, светящимся пламенем с оплавлением и горящими потеками полимера. При горении становится прозрачным, это свойство сохраняется длительное время после гашения пламени. Горит без копоти. Горящие капли, при падении с достаточной высоты (около полутора метров), издают характерный звук. При остывании, капли полимера похожи на застывший парафин, очень мягкие, при растирании между пальцами- жирны на ощупь. Дым потухшего полиэтилена имеет запах парафина. Плотность ПЭВД: 0,91-0,92 г/см. куб.
ПЭНД (полиэтилен низкого давления, высокой плотности). Более жесткий и плотный чем ПЭВД, хрупок. Проба на горение – аналогична ПЭВД. Плотность: 0,94-0,95 г/см. куб.
ПЭСД (полиэтилен среднего давления). Самый жесткий из полиэтиленов. Плотность: 0,96-0,97 г/см. куб.
Все виды полиэтилена размягчаются при помещении в кипящую воду. При комнатной температуре не растворимы в органических растворителях. При температуре 100 градусов Цельсия и выше, полностью растворяются в бензоле. Плавают в воде.
Пенополиэтилен. Губчатая масса белого цвета. Свойства при горении, см. ПЭВД. Полипропилен. При внесении в пламя, полипропилен горит ярко светящимся пламенем. Горение аналогично горению ПЭВД, но запах более острый и сладковатый. При горении образуются потеки полимера. В расплавленном виде – прозрачен, при остывании – мутнеет. Если коснуться расплава спичкой, то можно вытянуть длинную, достаточно прочную нить. Капли остывшего расплава жестче, чем у ПЭВД, твердым предметом давятся с хрустом. Дым с острым запахом жженой резины, сургуча. Плотность полипропилена: 0,9-0,91 г/см.куб. т.е он легче ПЭВД и также плавает в воде.
Полиэтилентерафталат (ПЭТ). Прочный, жёсткий и лёгкий материал. Плотность ПЭТФ составляет 1, 36 г/см.куб. Обладает хорошей термостойкостью (сопротивление термодеструкции) в диапазоне температур от – 40° до + 200°. ПЭТФ устойчив к действию разбавленных кислот, масел, спиртов, минеральных солей и большинству органических соединений, за исключением сильных щелочей и некоторых растворителей. При горении сильно коптящее пламя. При удалении из пламени самозатухает.
Полистирол. При сгибании полоски полистирола, легко гнется, потом резко ломается с характерным треском. На изломе наблюдается мелкозернистая структура. Горит ярким, сильно коптящим пламенем (хлопья копоти тонкими паутинками взмывают вверх!). Запах сладковатый, цветочный. Полистирол хорошо растворяется в органических растворителях (стирол, ацетон, бензол). Плотность полистирола: от 1,05 до 1,08 г/см. куб. (тонет в воде).
Пенополистирол (пенопласт). Легкий, пористый материал белого цвета. Один из лучших и доступных тепло-звукоизоляционных материалов. Объемная масса: 0,01-0,1 г/см. куб. Проба на горение аналогична полистиролу. Легко растворяется в ацетоне.
Поливинилхлорид (ПВХ). Эластичен. Трудногорюч (при удалении из пламени самозатухает). При горении сильно коптит, в основании пламени можно наблюдать яркое голубовато-зеленое свечение. Очень резкий, острый запах дыма. При сгорании образуется черное, углеподобное вещество (легко растирается между пальцами в сажу). Растворим в четыреххлористом углероде, дихлорэтане. Плотность: 1,38-1,45 г/см. куб.
Полиакрилат (органическое стекло). Прозрачный, хрупкий материал. Горит синевато-светящимся пламенем с легким потрескиванием. У дыма острый фруктовый запах (эфира). Легко растворяется в дихлорэтане.
Полиамид (ПА). Материал имеет отличную масло-бензостойкость и стойкость к углеводородным продуктам, которые обеспечивают широкое применение ПА в автомобильной и нефтедобывающей промышленности (изготовление шестерен, искуственных волокон…). Полиамид отличается сравнительно высоким влагопоглощением, которое ограничивает его применение во влажных средах для изготовления ответственных изделий. Горит голубоватым пламенем. При горении разбухает, “пшикает”, образует горящие потеки. Дым с запахом паленого волоса. Застывшие капли очень твердые и хрупкие. Полиамиды растворимы в растворе фенола, концентрированной серной кислоте. Плотность: 1,1-1,13 г/см. куб. Тонет в воде.
Полиуретан. Основная область применения – подошвы для обуви. Очень гибкий и эластичный материал (при комнатной температуре). На морозе – хрупок. Горит коптящим, светящимся пламенем. У основания пламя голубое. При горении образуются горящие капли-потеки. После остывания, эти капли – липкое, жирное на ощупь вещество. Полиуретан растворим в ледяной уксусной кислоте.
Пластик АВС. Все свойства по горению аналогичны полистиролу. От полистирола достаточно сложно отличить. Пластик АВС более прочный, жесткий и вязкий. В отличие от полистирола более устойчив к бензину.
Фторопласт-3. Применяется в виде суспензий для нанесения антикоррозийных покрытий. Не горюч, при сильном нагревании обугливается. При удалении из пламени сразу затухает. Плотность: 2,09-2,16 г/см. куб.
Фторопласт-4. Безпористый материал белого цвета, слегка просвечивающийся, с гладкой, скользкой поверхностью. Один из лучших диэлектриков! Не горюч, при сильном нагревании плавится. Не растворяется практически ни в одном растворителе. Самый стойкий из всех известных материалов. Плотность: 2,12-2,28 г/см.куб. (зависит от степени кристалличности – 40-89%).
Экспресс-метод анализа пластмасс
Как разобраться в безбрежном море пластмасс? Чем они отличаются друг от друга? “Общество пластиковой промышленности” (сокращенно SPI), для облегчения процесса классификации различных видов пластмасс ввело в обиход специальные коды SPI. Вы их видели – достаточно взгляда на дно пластиковой бутылки. Цифра внутри треугольника указывает на тип пластмассы для упрощения сортировки и переработки. Также под знаком может присутствовать буквенный код пластика. Что же они обозначают?
Впервые полученный в 1940-е годы, ПЭТФ первоначально предназначался для производства волокон, но уже в 1960-е годы начал использоваться для производства плёнки. А в 1973 году в США была запатентована ПЭТФ бутылка. Развитие технологии выдувки из преформ, PET BOTTLE RECYCLING стойкость к ударным нагрузкам, свобода в выборе дизайна и относительно низкая стоимость привели к тому, что бутылки – одно из самых значительных направлений использования ПЭТФ пластиков. ПЭТФ используется для производства бутылок для газированных напитков, минеральной воды, соков, пива, растительных масел, майонеза, косметики, бытовых очистителей и других пищевых и непищевых ёмкостей. Под изображением обычно ставится буквенный код PETE, иногда PET и цифра 1.
ПЭНД (полиэтилен низкого давления, высокой плотности)
Применяется со времен Второй мировой войны, но актуальности не потерял и в наши дни. К 60-м годам полностью заменил целлофан. Используется для изготовления упаковки, фасовоч-ных пакетов (так называемых “шуршунчиков”). Используется буквенный код HDPE и цифра 2.
ПЭВД (полиэтилен высокого давления, низкой плотности)
Наиболее распространенный вид пластмасс. Используется при изготовлении бутылок для моющих средств, игрушек, парниковой пленки, труб. Из него также делали и продолжают делать различные косметические флаконы, бочки, изоляцию в кабеле и т.д. – всего не перечислишь. Используется буквенный код LDPE и цифра 3.
Применяется с 1927 года. Основной материал для изготовления линолеума. Очень ядовит при сжигании! (при недостатке кислорода выделяются фосген, хлор). После ряда публикаций в 1973 году, его использование для пищевой посуды резко сократилось. Для обозначения используется буквенный код PVC и цифра 4.
Достаточно жесткий и эластичный материал. Из него делают одноразовые шприцы, посуду для горячих блюд, упаковочную ленту, термоусадочную пленку, мешки для сахара и т.д. Достаточно широко используется для изготовления баночек герметизируемых крышечками из фольги. Все изделия из полипропилена выдерживают кипячение и стерилизацию паром. Используется буквенный код PP и цифра 5.
Одноразовая посуда, стаканчики под йогурт, внутренняя обшивка холодильников, задние стенки отечественных телевизоров, электроизоляционная полистирольная пленка. При производстве полистирола используются химически активные вещества, разрушающие озоновый слой Земли. Используется буквенный код PS и цифра 6.
Чаще всего, это многослойная упаковка или упаковка из нескольких типов пластмасс. Например литровая коробка для сока состоит из картона, фольги и полимера. Такая упаковка практически не поддается вторичной переработке, т.к технологически очень сложно разделить материал упаковки на составляющие. Буквенный код отсутствует, а внутри треугольника – прочерк или цифра 7.
Определить вид пластмассы, если имеется маркировка, достаточно легко – а как быть, если никакой маркировки нет, а узнать, из чего сделана вещь – необходимо.
В большинстве случаев, это достаточно трудно сделать, особенно при схожести физических свойств пластмасс. Наиболее совершенной является специальная система распознавания пластмасс. Около 30 различных полимеров могут быть идентифицированы в течение одной секунды с помощью так называемой инфракрасной спектроскопии. Эта система используется в Европе при утилизации старых автомобилей. Для России данная система еще не скоро получит широкое распространение, а распознавать пластмассы надо уже сейчас.
Для быстрого и качественного распознавания различных видов пластмасс достаточно немного желания и практического опыта (мне потребовалось около месяца). Методика достаточно проста: анализируются физико-механические особенности пластмасс (твердость, гладкость, эластичность и т. д.) и их поведение в пламени спички (зажигалки). Может показаться странным, но различные виды пластмасс и горят по-разному! Например, одни ярко вспыхивают и интенсивно сгорают (почти без копоти), другие, наоборот, сильно коптят. Пластмассы даже издают разные звуки при своем горении! Поэтому так важно по набору косвенных признаков точно идентифицировать вид пластмассы, ее марку.
Вначале рассмотрим общие характеристики по разным пластмассам, позднее они будут сведены в единую таблицу, что позволит достаточно легко и быстро проводить анализ.
ПЭВД (полиэтилен высокого давления, низкой плотности). Горит синеватым, светящимся пламенем с оплавлением и горящими потеками полимера. При горении становится прозрачным, это свойство сохраняется длительное время после гашения пламени. Горит без копоти. Горящие капли, при падении с достаточной высоты (около полутора метров), издают характерный звук. При остывании, капли полимера похожи на застывший парафин, очень мягкие, при растирании между пальцами- жирны на ощупь. Дым потухшего полиэтилена имеет запах парафина. Плотность ПЭВД: 0,91-0,92 г/см. куб.
ПЭНД (полиэтилен низкого давления, высокой плотности). Более жесткий и плотный чем ПЭВД, хрупок. Проба на горение – аналогична ПЭВД. Плотность: 0,94-0,95 г/см. куб.
ПЭСД (полиэтилен среднего давления). Самый жесткий из полиэтиленов. Плотность: 0,96-0,97 г/см. куб.
Все виды полиэтилена размягчаются при помещении в кипящую воду. При комнатной температуре не растворимы в органических растворителях. При температуре 100 градусов Цельсия и выше, полностью растворяются в бензоле. Плавают в воде.
Пенополиэтилен. Губчатая масса белого цвета. Свойства при горении, см. ПЭВД. Полипропилен. При внесении в пламя, полипропилен горит ярко светящимся пламенем. Горение аналогично горению ПЭВД, но запах более острый и сладковатый. При горении образуются потеки полимера. В расплавленном виде – прозрачен, при остывании – мутнеет. Если коснуться расплава спичкой, то можно вытянуть длинную, достаточно прочную нить. Капли остывшего расплава жестче, чем у ПЭВД, твердым предметом давятся с хрустом. Дым с острым запахом жженой резины, сургуча. Плотность полипропилена: 0,9-0,91 г/см.куб. т.е он легче ПЭВД и также плавает в воде.
Полиэтилентерафталат (ПЭТ). Прочный, жёсткий и лёгкий материал. Плотность ПЭТФ составляет 1, 36 г/см.куб. Обладает хорошей термостойкостью (сопротивление термодеструкции) в диапазоне температур от – 40° до + 200°. ПЭТФ устойчив к действию разбавленных кислот, масел, спиртов, минеральных солей и большинству органических соединений, за исключением сильных щелочей и некоторых растворителей. При горении сильно коптящее пламя. При удалении из пламени самозатухает.
Полистирол. При сгибании полоски полистирола, легко гнется, потом резко ломается с характерным треском. На изломе наблюдается мелкозернистая структура. Горит ярким, сильно коптящим пламенем (хлопья копоти тонкими паутинками взмывают вверх!). Запах сладковатый, цветочный. Полистирол хорошо растворяется в органических растворителях (стирол, ацетон, бензол). Плотность полистирола: от 1,05 до 1,08 г/см. куб. (тонет в воде).
Пенополистирол (пенопласт). Легкий, пористый материал белого цвета. Один из лучших и доступных тепло-звукоизоляционных материалов. Объемная масса: 0,01-0,1 г/см. куб. Проба на горение аналогична полистиролу. Легко растворяется в ацетоне.
Поливинилхлорид (ПВХ). Эластичен. Трудногорюч (при удалении из пламени самозатухает). При горении сильно коптит, в основании пламени можно наблюдать яркое голубовато-зеленое свечение. Очень резкий, острый запах дыма. При сгорании образуется черное, углеподобное вещество (легко растирается между пальцами в сажу). Растворим в четыреххлористом углероде, дихлорэтане. Плотность: 1,38-1,45 г/см. куб.
Полиакрилат (органическое стекло). Прозрачный, хрупкий материал. Горит синевато-светящимся пламенем с легким потрескиванием. У дыма острый фруктовый запах (эфира). Легко растворяется в дихлорэтане.
Полиамид (ПА). Материал имеет отличную масло-бензостойкость и стойкость к углеводородным продуктам, которые обеспечивают широкое применение ПА в автомобильной и нефтедобывающей промышленности (изготовление шестерен, искуственных волокон…). Полиамид отличается сравнительно высоким влагопоглощением, которое ограничивает его применение во влажных средах для изготовления ответственных изделий. Горит голубоватым пламенем. При горении разбухает, “пшикает”, образует горящие потеки. Дым с запахом паленого волоса. Застывшие капли очень твердые и хрупкие. Полиамиды растворимы в растворе фенола, концентрированной серной кислоте. Плотность: 1,1-1,13 г/см. куб. Тонет в воде.
Полиуретан. Основная область применения – подошвы для обуви. Очень гибкий и эластичный материал (при комнатной температуре). На морозе – хрупок. Горит коптящим, светящимся пламенем. У основания пламя голубое. При горении образуются горящие капли-потеки. После остывания, эти капли – липкое, жирное на ощупь вещество. Полиуретан растворим в ледяной уксусной кислоте.
Пластик АВС. Все свойства по горению аналогичны полистиролу. От полистирола достаточно сложно отличить. Пластик АВС более прочный, жесткий и вязкий. В отличие от полистирола более устойчив к бензину.
Фторопласт-3. Применяется в виде суспензий для нанесения антикоррозийных покрытий. Не горюч, при сильном нагревании обугливается. При удалении из пламени сразу затухает. Плотность: 2,09-2,16 г/см. куб.
Фторопласт-4. Безпористый материал белого цвета, слегка просвечивающийся, с гладкой, скользкой поверхностью. Один из лучших диэлектриков! Не горюч, при сильном нагревании плавится. Не растворяется практически ни в одном растворителе. Самый стойкий из всех известных материалов. Плотность: 2,12-2,28 г/см.куб. (зависит от степени кристалличности – 40-89%).
ХИМИЯ|МАТЕМАТИКА РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ Курсовые|Рефераты Репетиторы по химии
Электронный журнал сайта xumuktutor.ru – это интересные факты из жизни известных химиков, загадочные химические явления, удивительные химические вещества и аудио- и видеопомощь по химии. Посетите наш электронный журнал для студентов и школьников!
Способ утилизации полимерных отходов
Изобретение относится к утилизации отходов производственного потребления, в частности полиэтилена, и может быть применено при приготовлении эмульсионных взрывчатых веществ (ЭВВ). Способ включает растворение полиэтиленовой пленки низкой плотности и высокого давления в индустриальных маслах, применяемых для изготовления эмульсионных взрывчатых веществ, при 95-120°С, при концентрации полиэтилена в индустриальной масле 1-5 масс.%, после чего переработанный полиэтилен вводят во взрывчатый состав. Изобретение позволяет утилизировать полиэтиленовые отходы взрывным способом, обеспечивает безопасность приготовления полимерных композиций и ЭВВ и упрощает процесс приготовления ЭВВ.
Изобретение относится к уничтожения отходов производственного потребления, в частности полиэтилена, и может быть применено при приготовлении эмульсионных ВВ.
Известен способ уничтожения полимерных отходов, который заключается в их захоронении, затоплении и сжигании (Любешкина Е.Г. «Вторичное использование полимерных материалов». – М.: Химия, 1985 г., с.7).
Однако такой способ полимерных отходов ведет к загрязнению окружающей среды, к сокращению земельных угодий (организация свалок). Кроме того, при сжигании происходит образование сажи от неполного сгорания полимерных продуктов, выделение токсичных газов и, следовательно, повторное загрязнение воздушного и водного бассейнов.
В качестве прототипа принят способ переработки резинометаллических изделий, заключающийся в растворении резины при температуре 100-400°С в отработанном масле (Патент 2223172, 10.02.2004).
Однако такой способ утилизации отходов сопровождается непроизводительными энергозатратами из-за потерь тепла через ограждающие конструкции оборудования, закоксовыванием поверхностей оборудования, загрязнением масел мелкодисперсными частицами жидкой суспензии деструктурированной резины и отработанного масла и может быть использован только как добавка для получения защитных и битумных мастик или как печное топливо. Невозможность использования в качестве жидкого горючего для получения эмульсионных взрывчатых веществ (ЭВВ) на основе растворов аммиачной селитры, эмульгаторов и жидких нефтепродуктов (индустриальные масла, дизельное топливо и т.д.).
Сущность изобретения заключается в том, что в предлагаемом способе растворение полимерных отходов производится в индустриальном масле при температуре 95-140°С.
В качестве отходов предлагается использовать пленки из полиэтилена низкой плотности и высокого давления, а в качестве индустриального масла индустриальное масло марок И20А, или И30А, или И40А, применяемых для изготовления ЭВВ типа Порэмит, Эмульсолит или Эмуласт.
Эта пленка обладает низкой температурой плавления (120°С), а индустриальные масла марок И20А или И30А, или И40А высокой температурой вспышки (180-200°С).
В основу способа заложена пожарная безопасность индустриальных масел, которая значительно выше, чем у печного топлива.
Кроме вышеприведенного новым свойством полимерной композиции на основе растворов полиэтилена в индустриальном масле является возможность приготовления ЭВВ как на смеси растворов аммиачной и натриевой селитр, так и на растворе из одной аммиачной селитры. При этом снижается стоимость ЭВВ, что обусловлено высокой стоимостью натриевой селитры, и расширяется их ассортимент.
Таким образом, то, что в составах ЭВВ впервые в качестве горючей добавки используется раствор вторичного полиэтилена в индустриальном масле, соответствует критериям «новизна» и «существенные отличия».
Осуществление способа производилось следующим образом.
Вначале в металлической емкости растворяли полиэтиленовую пленку низкой плотности и высокого давления в индустриальном масле марки И20А, или И30А, или И40А при температуре 95-140°С. Затем в лабораторных условиях на специализированной установке осуществляли приготовление ЭВВ типа Порэмит 1А, Эмульсолиты и Эмуласт в соответствии с применяемыми в настоящее время технологиями получения ЭВВ.
Результаты испытаний получения ЭВВ с различной концентрацией полиэтилена в нефтепродуктах приведены в таблице.
п/п
Штатное ЭВВ
Прототип
Соответствие показателям ТУ на ЭВВ
Штатное ЭВВ
Содержание полиэтилена в индустриальном масле, мас. %
Соответствие показателям ТУ на ЭВВ
1
Порэмит-1
Эмульсия не получается
не соответствует
Порэмит-1
2
соответствует
2
не соответствует
Порэмит-1 А
0,5
не соответствует
3
Порэмит-1A
Эмульсия не получается
Порэмит-1 А
1
соответствует
4
Порэмит-1 А
3
соответствует
5
Порэмит-1 А
5
соответствует
6
Порэмит-1 А
7
не соответствует
7
Эмульсолит
5
соответствует
8
Эмуласт
5
соответствует
Как видно из данных таблицы, при концентрации полиэтилена в индустриальном масле меньше 1% или более 2% технические показатели ЭВВ не удовлетворяют требования ТУ на эти ВВ. При концентрации полиэтилена в индустриальном масле в пределах 1-5% показатели ЭВВ (Порэмит-1А, Эмульсолит, Эмуласт), приготовленных на их основе и на растворе одной аммиачной селитры или на смеси аммиачной и натриевой селитр (Порэмит-1), соответствуют показателям ТУ на эти ВВ. При этом ЭВВ, приготовленные на растворах резинотехнических изделий в отработанном масле, не удовлетворяют этим требованиям, т.к. не получаются.
По сравнению с прототипом способ утилизации отходов полиэтилена имеет следующие технико-экономические преимущества: – позволяет утилизировать полиэтиленовые отходы взрывным способом; – обеспечивает безопасность как процесса приготовления полимерных композиций, так и ЭВВ; – упрощает процесс приготовления ЭВВ и расширяет возможность использования полимерных композиций в ЭВВ различного типа.
Формула изобретения
Способ уничтожения полимерных отходов, включающий их переработку и введение во взрывчатый состав, отличающийся тем, что полиэтиленовую пленку низкой плотности и высокого давления растворяют в индустриальных маслах, применяемых для изготовления эмульсионных взрывчатых веществ при 95-120°С, причем концентрация полиэтилена в индустриальном масле составляет 1-5 мас.%
Автор изобретения : Панчишин Олег Викторович (RU).
Способ получения раствора сверхвысокомолекулярного полиэтилена
Изобретение относится к получению растворов сверхвысокомолекулярных полимеров (СВМПЭ), применяющихся в гель-формовании волокнисто-пленочных материалов. Техническим результатом изобретения являются одновременное повышение качества раствора СВМПЭ, увеличение концентрации раствора и сокращение времени технологического процесса. Технический результат достигается тем, что способ получения раствора СВМПЭ осуществляют путем суспендирования полимера в растворителе, создания нейтральной среды, растворения СВМПЭ при скорости перемешивания 100-200 об/мин в течение 6-15 мин, причем предварительно перед стадией суспендирования готовят растворитель, в качестве которого используют смесь жидкого парафина с длиной цепи C12-C18 и твердого парафина с длиной цепи C24-C40 при их соотношении 10-90/90-10% мас. % соответственно. 2 табл.
В уровне техники известны способы получения прядильного раствора СВПМЭ для формования высокопрочного высокомодульного волокна, где в качестве растворителя используют фракцию керосина с Tкип 160 – 300 o C, которая подвергается гидрированию в присутствии Ni/W – катализатора (см.JP 63-15838 (Гоа доро коге К. К.), 22.01.88, C 08 L 23/04, JP 63-15837 (Гоа доро коге К.К.) 22.01.8, C 08 L 23/04. Керосиновая фракция содержит 65% парафина, 25% нафталина и 10% ароматических соединений. В процессе гидрирования и фракционной перегонки собирают фракцию с Tкип 185 – 226 o C, содержащую 68% нафтеновых углеводородов, 21% изопарафинов и 11% других составляющих, исключая толуол, ксилол, нафталин и дифенил или 68% нафтеновых углеводородов, 21% изопарафинов, 2% н-парафинов, 5% тетралина и 4% ароматических соединений. В этих растворителях растворяют СВМПЭ за 3 ч при 140 o C и перемешивании, получая 10%-ный гомогенный раствор, из которого формуют волокно методом экструзии. Гель-волокна вытягивают в 30 раз, получая волокна с прочностью 2,4 ГПа и начальным модулем 81,6 ГПа.
Недостатками способа являются сложность аппаратурного оформления и длительность растворения СВМПЭ в указанных растворителях. Кроме того, температура растворения СВМПЭ в указанных растворителях близка к температуре их кипения, что отрицательно сказывается на процессе растворения, а именно требуется улавливать летучий растворитель и постоянно добавлять его в раствор полимера, чтобы сохранить постоянной концентрацию раствора.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является способ непрерывного приготовления гомогенных растворов высокомолекулярных полимеров (см.EP 0183285 (STAM/CARBON B.V.),04.06.86, кл. D 01 D 1/09).
По данному способу в жидком парафине при комнатной температуре (25 o C) суспендируется высокомолекулярный полиэтилен сорта H Fax 1900 (He c e) с мол. м. 210 6 с концентрацией 3 – 8мас. % После суспендирования полимера проводится деаэрация и создается нейтральная среда током азота. При непрерывном перемешивании суспензия подается в экструдер. Растворение осуществляется при 120 – 200 o C при 35 – 300 об/мин за время 3 – 30 мин. Готовый прозрачный раствор полимера характеризуется постоянной однородной структурой, свободной от нерастворенных частиц.
Полученный раствор поступает на формование, охлаждается в воде, экстрагируется дихлорэтаном с последующей одноступенчатой вытяжкой при 120 o C с кратностью вытяжки 67. Получаются волокна с прочностью 2,0 – 2,2 ГПа и модулем упругости 60 – 70 ГПа.
Недостатком этого способа является то, что растворение заканчивается и экструзия осуществляется при температуре 180-200 o C, что может привести к деструкции полимера и, как следствие этого, к снижению его молекулярной массы и повышению полидисперсности; это отрицательно отразится на формировании кристаллических молекулярных и надмолекулярных структур волокна или пленки, понизит степень вытяжки и соответственно прочность изделия. СВМПЭ с мол. м. 210 6 характеризуется достаточно высокой полидисперсностью, что требует контроля качества получаемого раствора, осуществить который при использовании экструдера представляется затруднительным.
Техническим результатом заявляемого изобретения является одновременное повышение качества раствора СВМПЭ и увеличение концентрации раствора, сокращение времени технического процесса.
Существенным отличием заявляемого изобретения является то, что в качестве растворителя используют смесь жидкого парафина с длиной цепи C12 – C18 и твердого парафина с длиной цепи C24 – C40 при их соотношении 10-90 o C 90-10мас. % соответственно.
Примеры 14 и 15 табл. 1 говорят о невозможности повышения степени вытяжки волокон, полученных из раствора СВМПЭ в одном жидком или твердом парафине по сравнению с прототипом, что подтверждает более низкое качество раствора полимера.
Осуществление способа получения раствора СВМПЭ путем растворения полимера в смеси указанных парафинов в заявляемом соотношении дает достигаемый технический результат.
Пример 1. Способ получения раствора СВМПЭ осуществляется следующим образом.
Растворитель для СВМПЭ готовят из парафина (ТУ 38.101856 – 84) с длиной цепи C12 – C18, который является жидким при комнатной температуре (25 o C), парафина (ТУ 6-09-3637-87) с длиной цепи C24 – C40, который является твердым при комнатной температуре, смешивая их при соотношении 50 : 50мас. % соответственно в обогреваемом аппарате с трехлопастной мешалкой при 150 об/мин и температуре 140 o C в течение 3 мин (см. Васильцов Э.А. и др. Аппараты для перемешивания жидких сред. Справочное пособие. – Л.: Машиностроение, 1979, с. 272).
В полученный растворитель при 140 o C и непрерывном перемешивании загружается СВМПЭ (ТУ 6-05-1896-80) с мол. м. 210 6 с концентрацией 5мас. % и происходит процесс суспендирования в течение 1 мин. После загрузки полимера проводится деаэрация и создается нейтральная среда током азота. Растворение осуществляется при увеличении температуры до 150 o C за время 9 мин при постоянном перемешивании. Готовый прозрачный раствор СВМПЭ имеет вязкость 45,3 Пас и характеризуется однородной структурой, свободной от нерастворенных частиц и геликов.
Из полученного раствора с указанными характеристиками в дальнейшем по способу гель-формования с последующей экстракцией и вытяжкой могут быть получены волокна с показателями по прочности (2,7 ГПа) и модулю упругости (100 ГПа) более высокой степени ориентации (102 против 67 по прототипу).
Растворение осуществляется при увеличении температуры от 120 до 150 o C при 150 об/мин за время 10 мин. Готовый прозрачный раствор СВМПЭ имеет вязкость 45,25 Пас и характеризуется однородной структурой, свободной от нерастворенных частиц и геликов.
Из полученного раствора с указанными характеристиками в дальнейшем по способу гель-формования с последующей экстракцией и вытяжкой могут быть получены волокна с показателями по прочности (2,7 ГПа) и модулю упругости (100 ГПа) более высокими чем в прототипе (2,2 и 70 ГПа соответственно) за счет более высокой степени ориентации (102 против 67 по прототипу).
Определение вязкости растворов СВМПЭ проводилось на вискозиметре “полимер РПЭ-1М” в соответствии с техническим описанием и инструкцией по эксплуатации 5И2.842.021 ТО.
Определение прочностных характеристик волокон осуществлялось по ГОСТ 5079-77 Международный стандарт. Текстильные материалы. Волокна химические. Определение разрывной нагрузки и удлинения отдельных волокон. ИСО 5079-77 (Е). Гр. МО9.
Существенность отличий заявляемого изобретения подтверждается экспериментальными данными, приведенными в таблицах 1 и 2.
Способ получения раствора сверхвысокомолекулярного полиэтилена, включающий суспендирование полимера в растворителе с концентрацией 3 – 8 мас.%, создание нейтральной среды, растворение сверхвысокомолекулярного полиэтилена при скорости перемешивания 100 – 200 об/мин в течение 6 – 15, отличающийся тем, что предварительно перед стадией суспендирования готовят растворитель, в качестве которого используют смесь жидкого парафина с длиной цепи C12 – C18 и твердого парафина с длиной цепи C24 – C40 при их соотношении 10 – 90 o C 90 – 10 мас.% соответственно.
ОБЪЯВЛЕНИЯ
Как разобраться в безбрежном море пластмасс? Чем они отличаются друг от друга? “Общество пластиковой промышленности” (сокращенно SPI), для облегчения процесса классификации различных видов пластмасс ввело в обиход специальные коды SPI. Вы их видели – достаточно взгляда на дно пластиковой бутылки. Цифра внутри треугольника указывает на тип пластмассы для упрощения сортировки и переработки. Также под знаком может присутствовать буквенный код пластика. Что же они обозначают?
10 6 с концентрацией 3 – 8мас. % После суспендирования полимера проводится деаэрация и создается нейтральная среда током азота. При непрерывном перемешивании суспензия подается в экструдер. Растворение осуществляется при 120 – 200 o C при 35 – 300 об/мин за время 3 – 30 мин. Готовый прозрачный раствор полимера характеризуется постоянной однородной структурой, свободной от нерастворенных частиц.