Одним из таких революционных материалов в современном мире являются полимеры

От каменного века до века компьютеров очевиден значительный прогресс в материалах, которые делают нашу повседневную жизнь удобной. Одним из таких революционных материалов в современном мире являются полимеры. Это материал, содержащий большие молекулы, полученные путем связывания (химического соединения) ряда строительных блоков, называемых мономерами. Полимеры присутствуют почти во всех аспектах современной жизни из-за их широкого спектра свойств. Натуральные полимеры, такие как шерсть, хлопок и шелк, появились в нашем обществе задолго до появления самого понятия. Первый синтетический полимер был изобретен в 1869 году Джоном Уэсли Хаяттом, который сделал первый заменитель бильярдных шаров из слоновой кости. Только в 1907 году полимеры вошли в промышленный сектор с изобретением бакелита, первого полностью синтетического пластика, не содержащего природных молекул. Эти изобретения позже превратились в область макромолекулярной химии, область, тесно связанную с именем Германа Штаудингера, который получил Нобелевскую премию в 1953 году за то, что впервые предложил идею полимеризации (процесс взаимодействия молекул мономера вместе в химической реакции с образованием полимерные цепи). С тех пор было сделано несколько разработок в области синтеза различных полимеров, что способствовало получению еще шести Нобелевских премий, связанных с областью полимерных наук. Давайте взглянем на некоторые из наиболее часто используемых полимеров в повседневной жизни.

Полиэтилен

Полиэтилен, также известный как полиэтилен, является одним из самых известных пластиковых полимеров, на долю которого приходится 34% всего рынка пластика в мире. Это легкий и прочный термопласт с кристаллической структурой. Он обладает несколькими превосходными физическими свойствами, такими как высокая пластичность, высокая ударная вязкость и очень высокая химическая стойкость. Хотя существуют различные типы полиэтилена, классифицированные по их плотности и разветвлению, наиболее распространенными типами, с которыми мы сталкиваемся в нашей повседневной жизни, являются:

Полиэтилен низкой плотности (ПНД):  Это полужесткий и полупрозрачный полимер с высокой степенью разветвления длинных и коротких боковых цепей, что снижает плотность полимера. Производится методом свободнорадикальной полимеризации при температуре от 80 до 300°С и высоком давлении 1000-3000 бар. Средняя молекулярная структура полимера ПЭНП содержит 4000-40 000 атомов углерода, при этом на 1000 атомов углерода приходится до 20 разветвлений. Это делает их полезным пластиком для формования и экструзии любых желаемых форм. Наиболее распространенное использование ПНД — это производство пластиковых пакетов, которые мы используем для переноски предметов; однако некоторые правительства по всему миру запретили использование пластиковых пакетов из-за растущих экологических проблем. ПНД также используется для изготовления различных контейнеров, дозирующих бутылок, тюбиков, пластиковых деталей для компьютерных компонентов,

Линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПНД): ЛПНД получают путем полимеризации этилена (или мономера этана) с 1-бутеном и меньшими количествами 1-гексена и 1-октена с использованием катализаторов Циглера-Натта или металлоценовых катализаторов. Молекулярная структура ЛПНД содержит линейную основу и однородные короткие разветвления. В отличие от ПНД, эти короткие ответвления могут скользить друг относительно друга при растяжении, не запутываясь. В последние годы ЛПНД проник почти на все традиционные рынки полиэтилена. Он заменил использование ПНД для пластиковых пакетов и листов, что позволило уменьшить толщину и почти эквивалентную эффективность. Другие изделия из ЛПНД включают прозрачную пленку, эластичную упаковку, сумки, игрушки, крышки, колпачки, трубы, кабели, геомембраны и в основном гибкие трубки.

Полиэтилен высокой плотности (ПВД): Как следует из названия, ПВД представляет собой термопласт высокой плотности из-за его линейной структуры и отсутствия или низкой степени разветвления. Производится методом газофазной полимеризации при температуре от 70 до 300°С и давлении 10-80 бар. Благодаря отсутствию разветвлений ПВД обладает высокой прочностью на растяжение с температурным допуском до 120°С при кратковременном воздействии. Из-за высокой химической стойкости ПВД является одним из предпочтительных материалов для трубопроводов. Это идеальное сочетание прочности, рентабельности и экологичности из-за его высокой пластичности, жесткости и коррозионной стойкости.