పాలిథిలిన్ యొక్క నిర్మాణం మరియు లక్షణాలు

పాలిథిలిన్ (పాలిథిలిన్, పిఇ అని పిలుస్తారు) అనేది ఇథిలీన్ మోనోమర్ యొక్క పాలిమరైజేషన్ ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన థర్మోప్లాస్టిక్ రెసిన్. పరిశ్రమలో, ఇథిలీన్ మరియు తక్కువ సంఖ్యలో ఎ-ఒలేఫిన్ కోపాలిమర్లు కూడా ఉన్నాయి. పాలిథిలిన్ వాసన లేని, విషరహితమైన, మైనపులాగా అనిపిస్తుంది, అద్భుతమైన తక్కువ -ఉష్ణోగ్రత నిరోధకత (-100 ~ -70 ° C వరకు అత్యల్ప వినియోగ ఉష్ణోగ్రత). మంచి రసాయన స్థిరత్వం, ఎందుకంటే కార్బన్ - కార్బన్ సింగిల్ బాండ్ కనెక్షన్ ద్వారా పాలిమర్ అణువు, ఆమ్లం మరియు ఆల్కలీ కోత చాలావరకు నిరోధించగలదు (ఆమ్లం యొక్క ఆక్సీకరణ లక్షణాలకు నిరోధకత కాదు). గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద సాధారణ ద్రావకాలలో కరగనిది, తక్కువ నీటి శోషణ, అద్భుతమైన ఎలక్ట్రికల్ ఇన్సులేషన్.

పాలిథిలిన్ యొక్క నిర్మాణం మరియు లక్షణాలు

1. పాలిథిలిన్ నిర్మాణం

ప్రతి రకమైన పాలిథిలిన్ (పిఇ) యొక్క నిర్మాణానికి సాధారణ సూత్రాన్ని ఈ క్రింది విధంగా వ్యక్తీకరించవచ్చు:

దీని కూర్పు కార్బన్ మరియు హైడ్రోజన్ యొక్క రెండు అణువులు మాత్రమే, మరియు ఇది పాలిమర్ కార్బన్ మరియు హైడ్రోజన్ సమ్మేళనాలలో సరళమైన నిర్మాణం మరియు అతిచిన్న గొలుసు సంబంధాలను కలిగి ఉంది. ఇది తప్పనిసరిగా అధిక సాపేక్ష పరమాణు ద్రవ్యరాశి యొక్క పారాఫిన్ మైనపు, అనగా, కొవ్వు లాంగ్-చైన్ పాలిమర్. మోనోమర్ మాలిక్యులర్ ఇథిలీన్ పూర్తిగా సుష్ట, మరియు అందువల్ల పరమాణు గొలుసు బంధం మోడ్‌లో PE స్ట్రక్చరల్ యూనిట్ ప్రాథమికంగా ఒకటి మాత్రమే. CC సింగిల్ బాండ్ σ బంధం, దాని ఎలక్ట్రాన్ క్లౌడ్ పంపిణీ యాక్సిసిమెట్రిక్ కలిగి ఉంది, కార్బన్ గొలుసు పాలిమర్ సమ్మేళనాలలో అతిచిన్న ధ్రువణత, ఇంట్రామోలెక్యులర్ ఇంటర్-అటామిక్ ఇంటరాక్షన్స్ చాలా చిన్నవి, అంతర్గత భ్రమణ స్థాయి చాలా తక్కువగా ఉంటుంది, అంతర్గత భ్రమణ అవరోధాలు పెద్దవి కావు , మరియు సాధ్యమయ్యే ఆకృతీకరణల సంఖ్య పెద్దది.

PE యొక్క ఇంటర్మోలక్యులర్ ఇంటరాక్షన్ యొక్క వాన్ డెర్ వాల్స్ శక్తి మరియు హైడ్రోజన్ బంధం శక్తి కూడా అతి చిన్నది, సమన్వయ శక్తి 260J/cm3, పరమాణు గొలుసు మృదువైనది మరియు వైకల్యం చెందడం సులభం, మరియు సాధారణంగా 293 J/cm3 కన్నా తక్కువ ఇతర స్థూల కణాలు సాధారణంగా ఉపయోగించబడతాయి రబ్బరు వలె, PE మాత్రమే ఒక మినహాయింపు, ఇది సాధారణ సౌకర్యవంతమైన స్థూల కణ గొలుసుకు చెందినది.

PE రసాయన కూర్పు మరియు సరళ తక్కువ-సాంద్రత కలిగిన పాలిథిలిన్ (LLDPE) వేర్వేరు పాలిమరైజేషన్ పరిస్థితులతో, అధిక-సాంద్రత కలిగిన పాలిథిలిన్ (HDPE), తక్కువ-సాంద్రత కలిగిన పాలిథిలిన్ (LDPE) ఉన్నాయి, ప్రధాన గొలుసు బ్రాంచ్డ్ సైడ్ గ్రూపులలో వేర్వేరు సంఖ్యలో వేర్వేరు పొడవులను కలిగి ఉంటుంది, మరియు తక్కువ సంఖ్యలో వివిధ రకాల డబుల్ బాండ్లను కూడా, LDPE లో కొంత మొత్తంలో కార్బొనిల్ మరియు ఈథర్ సమూహం ఉంది. LDPE> LLDPE> HDPE యొక్క క్రమంలో శాఖల సంఖ్యపై వివిధ రకాల మోతాదు, ఫోటోడిగ్రేడేషన్ మరియు క్షీణించిన సామర్థ్యం యొక్క ఆక్సీకరణకు దాని నిరోధకత యొక్క ఎక్కువ శాఖలు. HDPE కొన్ని చిన్న శాఖలు మాత్రమే, సరళ స్థూల కణాల విభాగం, స్థూల కణ గొలుసులు బంధానికి అనుసంధానించబడవు, కాబట్టి మృదువైన మరియు సాగే; LDPE అనేది పొడవైన, చిన్న శాఖల సరళ స్థూల కణాలు, తద్వారా పరమాణు గొలుసు మధ్య దూరం పెరుగుతుంది, స్థూల కణాలు వదులుగా ఉన్నాయి, తక్కువ సాంద్రత, తక్కువ స్ఫటికీకరణ, తక్కువ సాంద్రత, తక్కువ స్ఫటికీకరణ. LDPE అనేది పొడవైన మరియు చిన్న శాఖల గొలుసులతో కూడిన సరళ స్థూల కణాలు, శాఖల గొలుసులు స్థూల కణాల మధ్య దూరాన్ని పెంచుతాయి, స్థూల కణాలు వదులుగా పేర్చబడి ఉంటాయి, సాంద్రత తక్కువగా ఉంటుంది, స్ఫటికీకరణ తక్కువగా ఉంటుంది మరియు ఇది మృదువైనది, కాబట్టి కాఠిన్యం, బలం మరియు LDPE యొక్క ఉష్ణ నిరోధకత తక్కువగా ఉంటుంది.

పాలిథిలిన్ అణువు యొక్క కాన్ఫిగరేషన్ (రసాయన బంధాల ద్వారా స్థిరపడిన స్థూల కణాల స్థలంలో అణువులు లేదా సమూహాల రేఖాగణిత అమరిక) ఉచిత స్థితిలో యాదృచ్ఛిక పంక్తి సమూహం, మరియు ఇది బాహ్య శక్తి ద్వారా విస్తరించిన తరువాత, సిసి సింగిల్ యొక్క బాండ్ పొడవు, బాండ్ 0.154 nm, బాండ్ కోణం 109.3 °, మరియు దంతాల పిచ్ 0.253 nm.

వివిధ రకాల పాలిథిలిన్ యొక్క స్ఫటికీకరణ భిన్నంగా ఉంటుంది, LDPE సుమారు 65%, HDPE సుమారు 80%~ 90%, LLDPE 65%~ 75%. స్ఫటికీకరణ పెరుగుదలతో, PE ఉత్పత్తుల యొక్క సాంద్రత, దృ g త్వం, కాఠిన్యం మరియు బలం మెరుగుపడుతుంది, కానీ దాని ప్రభావ లక్షణాలు తగ్గుతాయి. పాలిథిలిన్ రకాలు వేర్వేరు స్ఫటికీకరణ మాత్రమే కాదు, స్ఫటికీకరణ రూపం మరియు క్రిస్టల్ పారామితులు ఒకేలా ఉండవు.

పాలిథిలిన్ యొక్క స్ఫటికాకార రూపంలో గోళాకార స్ఫటికాలు మరియు ఒకే స్ఫటికాలు ఉన్నాయి. పాలిథిలిన్, అనగా, అన్ని దిశలలో చెదరగొట్టబడిన కేంద్రకాల పెరుగుదల ద్వారా పొందిన స్ఫటికాకార కంకరల తరువాత మునుపటిది పొందబడుతుంది; తరువాతి పాలిథిలిన్ యొక్క పలుచన పరిష్కారాల శీతలీకరణ ద్వారా పొందబడుతుంది. పట్టిక 1-2 వేర్వేరు పద్ధతుల ద్వారా పొందిన PE యొక్క స్ఫటికీకరణను చూపిస్తుంది.

PE యొక్క సాంద్రత స్ఫటికీకరణ XC కి దగ్గరి సంబంధం కలిగి ఉంటుంది మరియు రెండింటి మధ్య సంబంధం:

ఇక్కడ D అనేది నమూనా యొక్క కొలిచిన సాంద్రత; D1 మరియు D2 వరుసగా పూర్తిగా స్ఫటికీకరించిన మరియు పూర్తిగా నిరాకార PE యొక్క సాంద్రతలు. సాధారణంగా, అన్‌బ్రాంచ్ చేయని PE యొక్క స్ఫటికాకార దశ యొక్క సాంద్రత 1.014 g/cm3 మరియు నిరాకార దశ యొక్క సాంద్రత 25 at వద్ద 0.84 g/cm3.

ఈ సమీకరణం పాక్షికంగా స్ఫటికీకరించిన పాలిమర్ (అనగా, పరీక్షించాల్సిన నమూనా) లోని స్ఫటికీకరణ మరియు నిరాకార దశల సాంద్రతలు వరుసగా పూర్తిగా స్ఫటికాకార మరియు పూర్తిగా నిరాకార దశల సాంద్రతలకు సమానంగా ఉంటాయి. వాస్తవానికి, ఏదైనా PE 100% స్ఫటికాకారంగా లేదా పూర్తిగా నిరాకారంగా ఉండటం అసాధ్యం.

PE యొక్క సాపేక్ష పరమాణు ద్రవ్యరాశి తరచుగా దాని సగటు పాలిమరైజేషన్ (చిత్రం), బరువు సగటు సాపేక్ష పరమాణు ద్రవ్యరాశి (చిత్రం) లేదా సంఖ్య సగటు సాపేక్ష పరమాణు ద్రవ్యరాశి (చిత్రం) ద్వారా వివరించబడుతుంది మరియు సాపేక్ష పరమాణు ద్రవ్యరాశి పంపిణీ పంపిణీ వక్రరేఖ ద్వారా వ్యక్తీకరించబడుతుంది మరియు పంపిణీ వెడల్పు సూచిక (పిక్చర్) .ఇ యొక్క సాపేక్ష పరమాణు ద్రవ్యరాశి మరియు దాని పంపిణీ PE బ్రాంచింగ్ యొక్క డిగ్రీ మరియు అసంతృప్త స్థాయి వంటి పనితీరుపై అదే ప్రభావాన్ని చూపుతుంది. వేర్వేరు పాలిమరైజేషన్ పద్ధతులు మరియు ఆపరేటింగ్ పరిస్థితుల కారణంగా, సాపేక్ష పరమాణు ద్రవ్యరాశి విస్తృత పరిధిలో వైవిధ్యంగా ఉంటుంది, క్లిష్టమైన సాపేక్ష పరమాణు ద్రవ్యరాశి 10,000 వరకు పదివేల, వందల వేల లేదా మిలియన్లు. సాపేక్ష పరమాణు ద్రవ్యరాశి పంపిణీ వేర్వేరు పాలిమరైజేషన్ పరిస్థితులతో కూడా మారుతుంది, ముఖ్యంగా క్యారియర్ జిగ్లర్ ఉత్ప్రేరకంతో తక్కువ-పీడన PE కోసం, సాపేక్ష పరమాణు ద్రవ్యరాశి పంపిణీ చాలా ఇరుకైన నుండి చాలా విస్తృతంగా ఉంటుంది. సాధారణ PE యొక్క సాపేక్ష పరమాణు ద్రవ్యరాశి 40,000 ~ 120,000, మరియు UHMWPE 1,000,000-4,000,000. అధిక పరమాణు బరువు, రెసిన్ యొక్క యాంత్రిక లక్షణాలు, తన్యత బలం, తక్కువ-ఉష్ణోగ్రత పెంపకం ఆస్తి, పర్యావరణ ఒత్తిడి పగుళ్లకు నిరోధకత మొదలైనవి, కానీ ప్రాసెసింగ్ పనితీరు క్షీణిస్తుంది.

పై పారామితులతో పాటు, సాపేక్ష పరమాణు ద్రవ్యరాశి యొక్క పరిమాణాన్ని పరోక్షంగా వివరించడానికి PE అణువు యొక్క పరిమాణాన్ని కరిగే ప్రవాహం రేటు (MFR) ద్వారా వ్యక్తీకరించవచ్చు, చిన్న MFR, సాపేక్ష పరమాణు ద్రవ్యరాశి ఎక్కువ, మరియు దీనికి విరుద్ధంగా, సాపేక్ష పరమాణు ద్రవ్యరాశి తక్కువ. LDPE కోసం, MFR 20 ~ 50 g/10 min, HDPE 4 ~ 15 g/10 min, మరియు LLDPE 3 ~ 10 g/10 min కొరకు.

LDPE కోసం, MFR మరియు సంఖ్య సగటు సాపేక్ష మాలిక్యులర్ మాస్ పిక్చర్ ఈ క్రింది సుమారు సంబంధాన్ని కలిగి ఉన్నాయి:

సాపేక్ష పరమాణు ద్రవ్యరాశి మరియు దాని పంపిణీ యొక్క పరిమాణం ప్లాస్టిక్‌ల వినియోగం మరియు ప్రాసెసింగ్ పనితీరులో ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తుంది, పై సంబంధం ప్రాసెసింగ్ పనితీరుపై పాలిమర్ అణువు యొక్క పరిమాణం యొక్క ప్రభావాన్ని వివరిస్తుంది, ఎందుకంటే MFR స్థాయి భౌతికమైనది కరిగే స్నిగ్ధత యొక్క పరిమాణాన్ని వర్గీకరించే పరిమాణం, ఇది ప్రాసెసింగ్ ద్రవత్వం యొక్క కొలత, మరియు MFR మరియు కరిగే స్పష్టమైన స్నిగ్ధత (η) మధ్య ఈ క్రింది సుమారు సంబంధం కూడా ఉంది:

తక్కువ MFR కారణంగా HDPE, స్నిగ్ధత (సాపేక్ష పరమాణు ద్రవ్యరాశి యొక్క సాపేక్ష కొలత) కంటే ఎక్కువ. పారిశ్రామిక PE టెట్రాహైడ్రోనాఫ్తలీన్ లేదా డెకాహైడ్రోనాఫ్తలీన్లో కరిగిపోయింది, ద్రావణంలో దాని ద్రవ్యరాశి భిన్నం: C 0.5%, అధిక మరియు తక్కువ సాంద్రత గల PE ను 120 ℃ 75 వద్ద కొలుస్తారు, దాని పరిష్కార స్నిగ్ధత యొక్క పరిస్థితులలో, ఈ క్రింది సూత్రం SYSCOTION యొక్క ఏకాగ్రత కంటే లెక్కించబడుతుంది [[

ఇక్కడ η0 అనేది ద్రావణి స్నిగ్ధత, PA-S.