重合反応

ポリマーは、数千単位に達する高分子量の化合物である。 重合反応は、様々な目的および特性のための現代材料の製造の基礎を成す。 それらは低密度で高強度であり、加熱によって軟化し、容易に成形することができ、様々なデザインおよびサイズの製品を得ることができる。 ポリマーは腐食環境において不活性であり、電気絶縁特性を有し、腐食の影響を受けにくい。 合成段階で容易に制御されるその独特な性質のために、現代のポリマー材料の適用分野は絶えず拡大している。

加熱され冷却されると、これらの化学生成物は二重に挙動する。

軟化すると熱があり、冷めた後は再び凝固します。 そのような材料は、例えばアルケン、すなわちポリエチレンとポリプロピレンの重合反応に基づく生成物を含む。 これらは熱可塑性材料と呼ばれています。 ポリ塩化ビニルおよびポリスチレンも同様の特性を有する。

異なるタイプのポリマーは、冷却後に硬化するので、加熱するとさらに軟化しないので、一度しか加熱することができない。 これらの材料は熱硬化と呼ばれ、フェノール - ホルムアルデヒド樹脂または尿素 - ホルムアルデヒド樹脂を含む。 熱可塑性プラスチックおよび熱硬化性樹脂には利点がある。 最初のものは細かい形でリリースされています。 そのうち、加熱軟化後には、任意の形状の製品が得られるが、動作中は加熱することができない。 後者は、樹脂質の塊の形態で入手可能である。

エチレン重合反応は、CH2 = CH2→（-CH2-CH2-）nの形で書くことができる。 特定の条件下では、開始剤（ガス状の酸素または有機過酸化物の油中溶液）の存在下で、炭素原子と一緒に形成されたn番目のフリーラジカルとの間にπ-結合ギャップ（そうでなければ二重結合）が生じる。 重合反応は、ラジカル連鎖機構によって進行する。 ポリマー材料の分子量は、 nの数に直接依存し、その増加と共に増加する。 重合反応の条件を調節することにより、ポリエチレン合成作業者は、流動性（またはメルトフローインデックス）、強度、密度、誘電損失正接、誘電率などの所定の特性を有する材料の製造を達成する。

高密度ポリエチレンの合成または重合反応はオートクレーブまたは管状反応器中で300℃までの温度および1000〜3000気圧の圧力で実施される。 同時に、膨大な熱が放出される。 それは熱い水によって除去され、反応器のシャツに供給される。 熱を除去するために供給される水の純度から、水はポリマー材料の品質およびプロセスの安全性の両方に大きく依存する。 水が浄化されておらず、不純物（例えば、カルシウムおよびマグネシウムカチオン、 ケイ酸 アニオン 、 塩素などの硬度塩）を多く含む場合、反応器ジャケット内に析出物が形成されたり、金属を腐食したりします。 反応器の壁の厚さの変化により、その表面全体の熱除去が不均一になり、重合の温度条件が制御不能になる可能性がある。 温度が急激に上昇すると、ポリマーの酸化またはその分解が反応器の破壊と共に起こりうる。

ポリエチレンの形成をもたらす重合反応は、より低い圧力および温度で行うこともできる。 しかし、これには触媒が必要です。 反応器からの高圧ポリエチレンが未反応エチレンを含有する溶融物の形態で出て、次に分離され、ポリマーが顆粒化される場合、低圧で製造されたポリエチレンは粉末として、より正確には炭化水素溶媒中の懸濁液として反応器を出る。 粉末を溶媒から分離し、触媒の不純物を洗浄し、次いで押出機と呼ばれる特別な装置で造粒する。

従って、ポリエチレンの合成には、この産業におけるエチレン重合反応が用いられる。 GOST 16338-85によれば、GOST 16337-77によれば、懸濁重合および気相グレードの 低密度ポリエチレン が製造され、高圧ポリエチレンはオートクレーブおよび管状グレードの両方で製造される。