Wat is die polimerisasie van propileen? Wat is die kenmerke van hierdie chemiese reaksie? Kom ons probeer gedetailleerde antwoorde op hierdie vrae kry.
Kenmerke van verbindings
Etileen- en propileenpolimerisasie-reaksieskemas demonstreer die tipiese chemiese eienskappe wat alle lede van die olefienklas het. Hierdie klas het so 'n ongewone naam gekry van die ou naam van die olie wat in chemiese produksie gebruik word. In die 18de eeu is etileenchloried verkry, wat 'n olierige vloeibare stof was.
Onder die kenmerke van alle verteenwoordigers van die klas onversadigde alifatiese koolwaterstowwe, let ons op die teenwoordigheid van een dubbelbinding in hulle.
Die radikale polimerisasie van propileen word presies verklaar deur die teenwoordigheid van 'n dubbelbinding in die struktuur van die stof.
Algemene formule
Vir alle verteenwoordigers van die homoloë reeks alkene het die algemene formule die vorm СpН2p. Die onvoldoende hoeveelheid waterstof in die struktuur verklaar die eienaardigheid van die chemiese eienskappe van hierdie koolwaterstowwe.
Propyleen polimerisasie reaksie vergelykingis 'n direkte bevestiging van die moontlikheid van 'n onderbreking in so 'n verbinding wanneer verhoogde temperatuur en 'n katalisator gebruik word.
Die onversadigde radikaal word alliel of propeniel-2 genoem. Hoekom polimeer propileen? Die produk van hierdie interaksie word gebruik om sintetiese rubber te sintetiseer, wat op sy beurt in aanvraag is in die moderne chemiese industrie.
Fisiese eienskappe
Die propileenpolimerisasievergelyking bevestig nie net die chemiese nie, maar ook die fisiese eienskappe van hierdie stof. Propileen is 'n gasvormige stof met lae kook- en smeltpunte. Hierdie verteenwoordiger van die alkeenklas het 'n effense oplosbaarheid in water.
Chemiese eienskappe
Die reaksievergelykings vir die polimerisasie van propileen en isobuteen toon dat die prosesse deur 'n dubbelbinding verloop. Alkene tree op as monomere, en die eindprodukte van so 'n interaksie sal polipropileen en poliisobutileen wees. Dit is die koolstof-koolstofbinding wat tydens so 'n interaksie vernietig sal word, en uiteindelik sal die ooreenstemmende strukture gevorm word.
By die dubbelbinding word nuwe eenvoudige bindings gevorm. Hoe verloop die polimerisasie van propileen? Die meganisme van hierdie proses is soortgelyk aan die proses wat in alle ander verteenwoordigers van hierdie klas onversadigde koolwaterstowwe voorkom.
Propyleenpolimerisasiereaksie behels verskeie opsieslekkasies. In die eerste geval word die proses in die gasfase uitgevoer. Volgens die tweede opsie vind die reaksie in die vloeistoffase plaas.
Daarbenewens verloop die polimerisasie van propileen ook volgens sommige verouderde prosesse wat die gebruik van 'n versadigde vloeibare koolwaterstof as die reaksiemedium behels.
Moderne tegnologie
Polymerisasie van propileen in grootmaat deur gebruik te maak van Spheripol-tegnologie is 'n kombinasie van 'n flodderreaktor vir die vervaardiging van homopolimere. Die proses behels die gebruik van 'n gasfasereaktor met 'n pseudo-vloeistofbed om blokkopolimere te skep. In hierdie geval behels die propileenpolimerisasiereaksie die byvoeging van bykomende versoenbare katalisators by die toestel, asook pre-polimerisasie.
Proseskenmerke
Die tegnologie behels die vermenging van die komponente in 'n spesiale toestel wat ontwerp is vir voorlopige transformasie. Verder word hierdie mengsel by die luspolimerisasiereaktore gevoeg, waar beide waterstof en afgewerkte propileen binnekom.
Reaktors werk teen temperature wat wissel van 65 tot 80 grade Celsius. Die druk in die stelsel oorskry nie 40 bar nie. Die reaktors, wat in serie gerangskik is, word gebruik in aanlegte wat ontwerp is vir hoëvolume produksie van polimeerprodukte.
Die polimeeroplossing word uit die tweede reaktor verwyder. Die polimerisasie van propileen behels die oordrag van die oplossing na 'n drukontgasser. Hier word die verwydering van die poeierhomopolimeer uit die vloeibare monomeer uitgevoer.
Produksie van blokkopolimere
Propyleenpolimerisasievergelyking CH2 =CH - CH3 het in hierdie situasie 'n standaardvloeimeganisme, daar is slegs verskille in die prosestoestande. Saam met propileen en eteen gaan die poeier van die ontgasser na 'n gasfasereaktor wat werk teen 'n temperatuur van ongeveer 70 grade Celsius en 'n druk van nie meer as 15 bar nie.
Die blokkopolimere, nadat dit uit die reaktor verwyder is, gaan 'n spesiale stelsel binne om die polimeerpoeier uit die monomeer te verwyder.
Polimerisasie van propileen en impakbestande butadiene laat die gebruik van 'n tweede gasfasereaktor toe. Dit laat jou toe om die vlak van propileen in die polimeer te verhoog. Daarbenewens is dit moontlik om bymiddels by die finale produk te voeg, die gebruik van granulasie, wat die kwaliteit van die resulterende produk verbeter.
Spesifisiteit van polimerisasie van alkene
Daar is 'n paar verskille tussen die vervaardiging van poliëtileen en polipropileen. Die propileenpolimerisasievergelyking maak dit duidelik dat 'n ander temperatuurregime bedoel word. Daarbenewens bestaan sekere verskille in die finale stadium van die tegnologiese ketting, sowel as in die gebruiksareas van eindprodukte.
Peroksied word gebruik vir harse wat uitstekende reologiese eienskappe het. Hulle het 'n verhoogde vlak van smeltvloei, soortgelyke fisiese eienskappe as dié materiale wat 'n lae vloeitempo het.
Hars,met uitstekende reologiese eienskappe, word gebruik in die spuitgietproses, sowel as in die geval van die vervaardiging van vesels.
Om die deursigtigheid en sterkte van polimeriese materiale te verhoog, probeer vervaardigers om spesiale kristalliserende bymiddels by die reaksiemengsel te voeg. Deel van die polipropileen deursigtige materiale word geleidelik vervang deur ander materiale op die gebied van blaasvorm en giet.
Kenmerke van polimerisasie
Polymerisasie van propileen in die teenwoordigheid van geaktiveerde koolstof verloop vinniger. Tans word 'n katalitiese kompleks van koolstof met 'n oorgangsmetaal gebruik, gebaseer op die adsorpsiekapasiteit van koolstof. Die resultaat van polimerisasie is 'n produk met uitstekende werkverrigting.
Die hoofparameters van die polimerisasieproses is die reaksietempo, sowel as die molekulêre gewig en stereoisomere samestelling van die polimeer. Die fisiese en chemiese aard van die katalisator, die polimerisasiemedium, die suiwerheidsgraad van die komponente van die reaksiestelsel is ook belangrik.
'n Lineêre polimeer word beide in 'n homogene en in 'n heterogene fase verkry, wanneer dit by etileen kom. Die rede is die afwesigheid van ruimtelike isomere in hierdie stof. Om isotaktiese polipropileen te verkry, probeer hulle vaste titaanchloriede gebruik, asook organoaluminiumverbindings.
Wanneer 'n kompleks geadsorbeer op kristallyne titaniumchloried (3) gebruik word, is dit moontlik om 'n produk met verlangde eienskappe te verkry. Die reëlmaat van die ondersteuningsrooster is nie 'n voldoende faktor virdie verkryging van hoë stereospesifisiteit deur die katalisator. Byvoorbeeld, as titaanjodied (3) gekies word, word meer ataktiese polimeer verkry.
Die beskoude katalitiese komponente het 'n Lewis-karakter, daarom word hulle geassosieer met die keuse van die medium. Die mees voordelige medium is die gebruik van inerte koolwaterstowwe. Aangesien titaan (5) chloried 'n aktiewe adsorbens is, word alifatiese koolwaterstowwe oor die algemeen gekies. Hoe verloop die polimerisasie van propileen? Die produkformule is (-CH2-CH2-CH2-)p. Die reaksie-algoritme self is soortgelyk aan die verloop van die reaksie in ander verteenwoordigers van hierdie homoloë reeks.
Chemiese interaksie
Kom ons ontleed die belangrikste interaksie-opsies vir propileen. As in ag geneem word dat daar 'n dubbelbinding in sy struktuur is, gaan die hoofreaksies presies voort met die vernietiging daarvan.
Halogenering vind plaas by normale temperatuur. Op die plek van die breuk van die komplekse binding vind die ongehinderde toevoeging van die halogeen plaas. As gevolg van hierdie interaksie word 'n gedihalogeneerde verbinding gevorm. Die moeilikste deel is jodisering. Bromering en chlorering vind plaas sonder bykomende voorwaardes en energiekoste. Propileenfluorering is plofbaar.
Die hidrogeneringsreaksie behels die gebruik van 'n bykomende versneller. Platinum en nikkel dien as 'n katalisator. As gevolg van die chemiese interaksie van propileen met waterstof, word propaan gevorm - 'n verteenwoordiger van die klas versadigde koolwaterstowwe.
Hidrasie (waterbyvoeging)uitgevoer volgens die reël van V. V. Markovnikov. Die essensie daarvan is om 'n waterstofatoom aan die dubbelbinding van propileen te heg, wat sy maksimum hoeveelheid het. In hierdie geval sal die halogeen aan daardie C heg, wat die minimum aantal waterstof het.
Propyleen word gekenmerk deur verbranding in atmosferiese suurstof. As gevolg van hierdie interaksie sal twee hoofprodukte verkry word: koolstofdioksied, waterdamp.
Wanneer hierdie chemikalie aan sterk oksideermiddels, soos kaliumpermanganaat, blootgestel word, word die verkleuring daarvan waargeneem. Onder die produkte van die chemiese reaksie sal 'n tweehidriese alkohol (glikol) wees.
Propyleenproduksie
Alle metodes kan in twee hoofgroepe verdeel word: laboratorium, industrieel. Onder laboratoriumtoestande kan propileen verkry word deur waterstofhalogenied van die oorspronklike haloalkyl af te skei deur dit bloot te stel aan 'n alkoholiese oplossing van natriumhidroksied.
Propyleen word gevorm deur die katalitiese hidrogenering van propien. Onder laboratoriumtoestande kan hierdie stof verkry word deur dehidrasie van propanol-1. In hierdie chemiese reaksie word fosfor- of swaelsuur, aluminiumoksied as katalisators gebruik.
Hoe word propileen in groot volumes geproduseer? As gevolg van die feit dat hierdie chemikalie skaars van aard is, is industriële opsies vir die produksie daarvan ontwikkel. Die algemeenste is die isolasie van alkeen uit petroleumprodukte.
Ru-olie word byvoorbeeld in 'n spesiale vloeibed gekraak. Propileen word verkry deur pirolise van die petrolfraksie. BYop die oomblik is alkeen ook geïsoleer uit geassosieerde gas, gasvormige produkte van steenkool kooks.
Daar is verskeie opsies vir propileen-pirolise:
- in-buisoonde;
- in 'n reaktor wat 'n kwartskoelmiddel gebruik;
- Lavrovsky-proses;
- outotermiese pirolise volgens die Barthlome-metode.
Onder die bewese industriële tegnologieë moet daar ook gelet word op katalitiese dehidrogenering van versadigde koolwaterstowwe.
Aansoek
Propyleen het 'n verskeidenheid toepassings, en word daarom op groot skaal in die industrie vervaardig. Hierdie onversadigde koolwaterstof het sy voorkoms te danke aan die werk van Natta. In die middel van die twintigste eeu het hy polimerisasietegnologie ontwikkel deur die Ziegler-katalitiese stelsel te gebruik.
Natta kon 'n stereoreëlmatige produk verkry, wat hy isotakties genoem het, aangesien die metielgroepe in die struktuur aan die een kant van die ketting geleë was. As gevolg van hierdie tipe "verpakking" van polimeermolekules, het die resulterende polimeerstof uitstekende meganiese eienskappe. Polipropileen word gebruik om sintetiese vesels te maak, en is in aanvraag as 'n plastiese massa.
Ongeveer tien persent van petroleumpropileen word verbruik om die oksied daarvan te produseer. Tot die middel van die vorige eeu is hierdie organiese stof deur die chloorhidrienmetode verkry. Die reaksie het voortgegaan deur die vorming van die tussenproduk propileenchloorhidrien. Hierdie tegnologie het sekere nadele, wat geassosieer word met die gebruik van duur chloor en gebluste kalk.
In ons tyd is hierdie tegnologie vervang deur die chalcone-proses. Dit is gebaseer op die chemiese interaksie van propeen met hidroperoksiede. Propileenoksied word gebruik in die sintese van propileenglikol, wat gebruik word in die vervaardiging van poliuretaanskuim. Hulle word as uitstekende kussingsmateriaal beskou en word gebruik om verpakking, matte, meubels, termiese isolasiemateriaal, absorberende vloeistowwe en filtermateriaal te maak.
Boonop, onder die hooftoepassings van propileen, is dit nodig om die sintese van asetoon en isopropylalkohol te noem. Isopropylalkohol, synde 'n uitstekende oplosmiddel, word as 'n waardevolle chemiese produk beskou. Aan die begin van die twintigste eeu is hierdie organiese produk deur die swaelsuurmetode verkry.
Daarbenewens is die tegnologie van propeen direkte hidrasie met die inbring van suurkatalisators in die reaksiemengsel ontwikkel. Ongeveer die helfte van alle propanol wat geproduseer word, word aan die sintese van asetoon bestee. Hierdie reaksie behels die uitskakeling van waterstof, word uitgevoer by 380 grade Celsius. Die katalisators in hierdie proses is sink en koper.
Onder die belangrike gebruike van propileen neem hidroformilering 'n spesiale plek in. Propeen word gebruik om aldehiede te produseer. Oksisintese word sedert die middel van die vorige eeu in ons land gebruik. Tans neem hierdie reaksie 'n belangrike plek in die petrochemie in. Die chemiese interaksie van propileen met sintesegas ('n mengsel van koolstofmonoksied en waterstof) by 'n temperatuur van 180 grade, 'n kob altoksied katalisator en 'n druk van 250 atmosfeer, die vorming van twee aldehiede word waargeneem. Een het 'n normale struktuur, die tweede het 'n geboëkoolstofketting.
Onmiddellik na die ontdekking van hierdie tegnologiese proses, was dit hierdie reaksie wat die voorwerp van navorsing vir baie wetenskaplikes geword het. Hulle was op soek na maniere om die toestande van sy vloei te versag, het probeer om die persentasie vertakte aldehied in die resulterende mengsel te verminder.
Hiervoor is ekonomiese prosesse uitgevind wat die gebruik van ander katalisators behels. Dit was moontlik om die temperatuur, druk te verlaag, die opbrengs van lineêre aldehied te verhoog.
Esters van akrielsuur, wat ook met die polimerisasie van propileen geassosieer word, word as kopolimere gebruik. Ongeveer 15 persent van die petrochemiese propeen word as 'n beginmateriaal gebruik om akrionitriel te skep. Hierdie organiese komponent is nodig vir die vervaardiging van 'n waardevolle chemiese vesel - nitron, die skepping van plastiek, die vervaardiging van rubber.
Gevolgtrekking
Polipropileen word tans as die grootste petrochemiese industrie beskou. Die vraag na hierdie hoë-geh alte en goedkoop polimeer groei, so dit vervang geleidelik poliëtileen. Dit is onontbeerlik in die skepping van stewige verpakking, plate, films, motoronderdele, sintetiese papier, toue, matonderdele, sowel as vir die skepping van 'n verskeidenheid huishoudelike toerusting. Aan die begin van die een-en-twintigste eeu was die vervaardiging van polipropileen tweede in die polimeerbedryf. Met inagneming van die eise van verskeie nywerhede, kan ons tot die gevolgtrekking kom dat die neiging van grootskaalse produksie van propileen en etileen in die nabye toekoms sal voortduur.
