Технология производства и потребительские свойства полиэтилена низкого давления

 
 
 
 

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УО «Белорусский государственный экономический  университет» 
 
 
 
 
 

                                                                                              Кафедра технологии

                                                                                              важнейших отраслей

               промышленности 
 
 

КУРСОВАЯ  РАБОТА

на тему: " Технология производства и

потребительские свойства полиэтилена низкого давления" 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Исполнила студентка

1 курс. ФМК,  гр. ДМП-1   (подпись)   Я. Н. Гуринович  
 

Руководитель, доцент    (подпись)  И. А. Мочальник 
 
 
 
 

МИНСК 2008 

  

Реферат

Работа содержит: 25страниц, 4 таблицы, 1 блок-схему.  

    Ключевые  слова: полиэтилен низкого давления, производство в газовой фазе, производство в жидкой фазе (суспензионный метод), катализатор Циглера-Натта, показатели качества, потребительские свойства, контроль качества, государственные стандарты.

        В данной курсовой работе была изучена продукция в виде полиэтилена низкого давления, области его применения. Также были изучены потребительские свойства полиэтилена низкого давления. При описании технологии получения полиэтилена низкого давления дана характеристика сырья, основных стадий производства, видов производства, а также приведён анализ блок-схем производства полиэтилена низкого давления.

        Для определения нормируемых показателей качества полиэтилена низкого давления изучены соответствующие стандарты.

    А также изучены вопросы контроля качества полиэтилена низкого давления, правила приёмки, транспортирования  и хранения новой продукции.

    При написании данной работы были использованы 5 литературных источников, а также государственные стандарты, ТН ВЭД и ОКП РБ. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

 Полиэтилен низкого давления представляет собой термопластичный полимер плотностью 0.94-0.97г/см³, получаемый ионной и ионно-координационной полимеризацией в газовой и жидкой фазе. Процесс проводят под давлением 0.3-0.5-2-2.5 МПа при температуре 70-80 -90-105 градусов по С в присутствии катализаторов.  Молекулярная масса колеблется от 60000 до 80000 (в некоторых случаях достигает 500000), а на катализаторах Циглера-Натта может достигать 2-3 миллиона. Полиэтилен низкого давления широко применяют  в материальном производстве и в быту, а именно в электротехнике, в хозяйственном и культурно-бытовом обиходе, в радиотехнике, в кабельной промышленности и многих других сферах производства и потребления.

Исторический  очерк: впервые полимеризацию этилена исследовал А. М. Бутлеров. В 30-х годах 20 столетия в Англии и Советском Союзе в лабораторных условиях при давлении более 50 мПа и температуре в 180 градусов по С был получен высокомолекулярный твёрдый полиэтилен, а промышленный способ был осуществлён в Англии в 1937 году. В 1952 году Циглер нашёл катализатор на основе комплекса триэтилалюмината и тетрахлорида титана, которые вызывали полимеризацию этилена с образованием твёрдой продукции высокой молекулярной массы при низком давлении.

Перспективы использования ПЭНД: в мировом производстве пластмасс доля полиолефинов (к данной группе относится полиэтилен) непрерывно возрастает и уже достигла 35-40 процентов. Особенно быстрыми темпами развивается производство полиэтилена низкого давления (ПЭНД), т. к. его производство за довольно короткий промежуток времени возросло в 2 раза. Определяющая роль в развитии производства ПЭНД, как и раньше, остаётся за катализаторами. Представляют существенный интерес однокомпонентные катализаторы, работающие при повышенных температурах (до 200 градусов по С), а также бифункциональные катализаторы. Далеко не исчерпаны ещё и потенциальные возможности каталитических систем на основе металлорганических комплексных соединений. Их реализация может привести к созданию принципиально новых технологических схем и процессов. К ним относятся: каталитическая полимеризация в аппаратах «идеального вытеснения», использование плазменной и лазерной технологии. Не вызывает сомнения, что новые процессы и промышленные производства ПЭНД на их основе будут высокоэкономичными, мало энерго- и металлоёмкими, просты по технологическому и аппаратурному оформлению. При этом также будут разработаны различные методы создания полимерных материалов заданной морфологии, структуры и свойств. Каким же образом необходимо осуществлять набор лучших процессов? Самым объективным  является  метод оценки различных процессов по возможно полной сумме критериев с использованием ЭВМ. Одной из важнейших проблем в реализации огромного научного потенциала, уже накопленного академическими и отраслевыми институтами в области металлорганического катализа и каталитической полимеризации этилена. Таким образом, проблема экспериментальной базы является чрезвычайно важным звеном в техническом прогрессе промышленности. 

1.Применение полиэтилена низкого давления

Около половины всего полиэтилен низкого давления расходуется на производство плёнки, используемой в сельском хозяйстве  и для упаковки продуктов. Из него изготавливают предметы домашнего  обихода. Применяют ПЭНД в качестве электроизоляционного материала в радиотехнике и телевидении, в кабельной промышленности, в строительстве, в качестве антикоррозионных покрытий, для пропитки тканей, бумаги, древесины и т. д. Полиэтилен низкого давления является физиологически безвредным, поэтому он широко применяется в медицине, в жилищном строительстве, а также для получения различных бытовых изделий и товаров народного потребления. ПЭНД негигроскопичен, стоек к химическим реагентам, поэтому его используют для упаковки фармацевтических препаратов и пищевых продуктов

ПЭНД перерабатывается методами, применяемыми для переработки  термопластов. Например, экструзия, литьё, выдувание, прессование, напыление. Исходя из этих методов можно выделить области применения. (табл.1.1)

Таблица 1.1

Методы переработки  и рекомендуемые области применения ПЭНД. 

 

Товаром-аналогом для полиэтилена низкого давления можно назвать ещё один полимер  из класса полиолефинов, а именно полипропилен. Полипропилен может являться заменителем полиэтилена низкого давления, т.к. его показатель качества (а именно плотность равная 0,92-0,93г/м³) примерно равен плотности полиэтилена (0,94-0,97г/см³). Надо сказать, что плёнки, получаемые из полипропилена более прозрачны, чем полиэтиленовые. Продукция из полипропилена превосходит продукцию из полиэтилена по качеству, но уступает по морозостойкости. И ещё одним аналогом полиэтилена низкого давления можно назвать полиизобутилен (также является полиолефином), который также может быть использован в качестве электроизоляционного материала и антикоррозионного покрытия. Полиизобутилен обладает более высокой температурой размягчения, но более низкой морозостойкостью.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.Классификационные  признаки полиэтилена низкого  давления

Полиэтилен классифицируется по следующим признакам:

По типу производства выделяют полиэтилен низкого давления, полиэтилен среднего давления и полиэтилен высокого давления.

По способу  производства ПЭНД бывает жидкофазный (суспензионный) и газофазный.

По виду покрытия выделяют окрашенный и неокрашенный полиэтилен низкого давления.

По виду добавок  ПЭНД бывает без добавок (базовые  марки), композиции со стабилизаторами (светостабилизатор и термостабилизатор, антикоррозионная добавка), композиции с красителями и другими добавками. Базовые марки и композиции полиэтилена выпускают высшего, первого и второго сортов.

 По области назначения: для листов и плит, для технических изделий, для профильно-погонажных изделий, для изделий культурно-бытового назначения, для покрытия бумаги и ткани, для плёнок, для фитингов и другие.

Кроме того, используя  классификатор «Товарная номенклатура внешнеэкономической деятельности» (ТН ВЭД) и «Общегосударственный классификатор Республики Беларусь» (ОКП РБ) можно закодировать данный товар.

По ОКП РБ:

Секция: D продукция перерабатывающей промышленности;

Подсекция: DG вещества химические, химическая продукция и химические волокна;

Раздел 24 вещества химические, химическая продукция и химические волокна;

Группа 24.1 вещества химические основные;

Класс 24.16 пластмассы в первичных формах;

Категория 24.16.1 полимеры этилена в первичных формах;

Подкатегория  24.16.10 полимеры этилена в первичных формах;

Вид 24.16.10.50 полимеры этилена в первичных формах;

Подвид 24.16.10.500 полиэтилен с плотностью не менее 0,94 в первичных формах.

По ТН ВЭД:

Раздел VII пластмассы и изделия из них, каучук, резина и изделия из них;

Группа  39 пластмассы и изделия из них;

Позиция 3901 полимеры этилена в первичных формах;

Субпозиция 3901 20 полиэтилен с удельным весом 0,94 или более;

Подсубпозиция 3901 20 1000--полиэтилен с удельным весом 0,958 или более при температуре 23 градуса по С с содержанием 50 мг/кг или менее AL, 2 мг/кг или менее Ca, 2 мг/кг или менее Cr, 2 мг/кг железа, 2 мг/кг титана, 8 мг/кг или менее ванадия, для производства сульфохлорированого полиэтилена, 
 
 
 
 
 
 

3.Потребительские свойства полиэтилена низкого давления

Потребительские свойства – свойства, проявляющиеся  при их использовании и обуславливающие  ценность и полезность товара.

Плотность –  отношение массы вещества m к занимаемому им объёму V.

Текучесть –  величина, обратная коэффициенту вязкости.

Массовая доля – отношение массы растворённого  вещества к массе раствора.

Температура плавления  – интервал температур между началом  плавления- появлением 1 капли жидкости и концом плавления – полным переходом твёрдого вещества в жидкое состояние.

Удельная теплоёмкость – физическая величина, равная отношению  истинной теплоёмкости вещества к его  массе.

Теплопроводность  – теплообмен, происходящий при  движении частиц (молекул, атомов, ионов, свободных электронов). Движущей силой  такого процесса является температурная разность частиц, участвующих в теплопередаче.

Диэлектрическая проницаемость – величина, характеризующая  диэлектрические свойства среды  – её реакцию на электрическое  поле.

Водопоглощение  – способность материала поглощать  воду.

Прочность –  свойство материала сопротивляться разрушению под действием внутренних напряжений, возникающих от внешних  заданных.

Удельное сопротивление  – способность материала проводить  ток, которая зависит от свойств  материала.

Диэлектрические потери – часть энергии переменного  электрического поля в диэлектрической  среде, которая переходит в тепло.

Температура хрупкости  – температура, при которой материал становится хрупким.

Модуль упругости  – коэффициент, характеризующий  сопротивление материала растяжению (сжатию) при упругой деформации.

Относительное удлинение – свойство материала, характеризующееся отношением максимальных размеров образца материала в  момент его разрушения к первоначальному.

Разрушающее напряжение – отношение разрушающей нагрузки к площади первоначального поперечного сечения.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4.Технология производства полиэтилена низкого давления и её технико-экономическая оценка.