聚乙烯的诞生及其性质

聚乙烯的诞生及其性质

2016-12-13 作者: zhangxiang 浏览: 4924 次

摘要: 聚乙烯的大量生产与应用大约始于半个世纪以前。最早研究聚乙烯的是英国的帝国化学公司,该公司从1920年开始就在努力将乙烯聚合成高分子化合物,可惜运气不佳,屡遭失败。 15年后(1935年),帝国化学公司来了一位叫柯佩林的化学工程师,他总结了前人失败的教训,别出心...

聚乙烯的大量生产与应用大约始于半个世纪以前。最早研究聚乙烯的是英国的帝国化学公司,该公司从1920年开始就在努力将乙烯聚合成高分子化合物,可惜运气不佳,屡遭失败。

15年后(1935年),帝国化学公司来了一位叫柯佩林的化学工程师,他总结了前人失败的教训,别出心裁地提出将乙烯聚合度试验移到高压装置中去进行。当他将一氧化碳和乙烯的混合气体导人高压反应塔中进行试验时,发现压力总是上不去,参加试验的人不约而同地认为“试验又失败了”。后来,细心的柯佩林在拆卸反应装置时发现器壁上粘有一些白色的粉末,而且它的黏性大得惊人。柯佩林没有轻易地丢弃它,而是将它收集起来进行仔细的研究。原来,它就是人们朝思暮想得到的“聚乙烯”!随后,英国帝国化学公司将这项技术分别申请了美国和英国的专利。

由于当时生产聚乙烯需要高纯度的乙烯(99.9%)以及1200个大气压的高压(它相当于一个手指甲那么大的面积上要承受1吨的压力),因此比较难于实现工业化生产。

18年以后(1953年),德国化学家齐格勒领导的一个研究小组一举完成了乙烯在常温、常压下的聚合,因此被誉为“聚乙烯生产的一次重大革命”。齐格勒成功的关键是:他们发现了低压聚合乙烯的金属有机化合物催化剂——三乙基铝-四氯化钛复合物。

齐格勒多年来一直从事金属有机化合物的制备和性质的研究。他曾发现乙基锂受热分解为LiH和乙烯的同时,常有微量的丁烯生成。他推测这是由于部分乙烯分子插人到乙烯锂分子中生成丁基锂,进而又分解出丁烯之故。因此他推测:如果能抑制烷基锂的分解,岂不就可以使乙烯的聚合过程继续下去!

1947年,齐格勒利用氢化铝锂与乙烯在乙醚中通过加温和加压制得了较高碳数的烯径,并证明含铝有机化合物具有更高的催化活性。接着,他又试用乙基铝与乙烯反应,虽然降低了温度与压力,但仍得到了碳原子数超过100的烷基铝。后来,他又潜心研究多种过渡金属化合物对催化乙烯聚合的作用,终于发现了三乙基铝与四氯化钛的混合物的催化效率最为理想。它可以在70°C与常压下催化乙烯聚合为高聚物,从而真正打开了聚乙烯工业化生产的大门。因此,1955年以后,各种聚乙烯产品开始源源不断地流向市场。

齐格勒由于发明了低压聚乙烯的催化剂,曾荣获了1963年度的诺贝尔化学奖。

聚乙烯通常呈乳白色、半透明,是一种非常坚硬而富有弹性的固体。它表面滑爽,用手摸上去就像石蜡一样。

应用聚乙烯一般不需要添加任何增塑剂和稳定剂(增塑剂和稳定剂大多有毒),因此它是一种无毒的塑料。应用聚乙烯制成的管道,表面光滑,而且耐酸、耐碱、耐腐蚀。用聚乙烯制作电线、电缆的包皮\不仅质轻、电绝缘性好,而且防水、防腐,使用寿命长。用聚乙烯制造的容器和日用品,无异味、无毒,适于存放食品和药品。用聚乙烯制成的薄膜,既有一定的透气性,在日光下它的热量损失又比聚氯乙烯少,因此大量被用来搭建塑料棚,或作为地膜使用。应用聚乙烯拉成的丝编织渔网,既轻又牢固,而且滑爽、不缠结.渔民乐于使用它。在聚乙烯中加人碳酸钙或亚硫酸钙粉,就成为“钙塑材料”。它质量轻,强度大,防潮,耐水,而且外表光滑、美观,是理想的代木装饰材料。

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