Polymerization propylene: cynllun, hafaliad, fformiwla

Beth yw polymerization propylen? Beth yw nodweddion cwrs yr adwaith cemegol hwn? Gadewch i ni geisio dod o hyd i atebion manwl i'r cwestiynau hyn.

Nodweddion cyfansoddion

Mae'r cynlluniau adwaith ar gyfer polymerization ethylene a propylen yn dangos yr eiddo cemegol nodweddiadol sydd gan holl aelodau'r dosbarth olefin. Rhoddwyd yr enw anarferol hwn i'r dosbarth hwn o hen enw'r olew a ddefnyddir mewn cynhyrchu cemegol. Yn y 18fed ganrif, cafodd ethylene clorid, sef sylwedd hylif olewog.

Ymhlith nodweddion holl gynrychiolwyr y dosbarth o hydrocarbonau alifatig annirlawn, nodwn fod presenoldeb un bond dwbl ynddynt.

Esbonir polymerization radical propylene yn union gan bresenoldeb bond dwbl yn strwythur y sylwedd.

Y fformiwla gyffredinol

Ar gyfer pob cynrychiolydd o'r gyfres homologous o alkenau, y fformiwla gyffredinol y mae'r ffurflen C _n H _2n . Mae diffyg hydrogen yn y strwythur yn esbonio natur arbennig cemegol yr hydrocarbonau hyn.

Mae'r hafaliad ar gyfer yr ymateb polymerization o propylen yn gadarnhad uniongyrchol o'r posibilrwydd o rwystr mewn bond o'r fath trwy ddefnyddio tymheredd uchel a catalydd.

Gelwir radical annirlawn yn allyl neu propenyl-2. Pam mae polymerization o propylen? Defnyddir cynnyrch y rhyngweithio hwn ar gyfer synthesis rwber synthetig, sydd, yn ei dro, yn y galw yn y diwydiant cemegol modern.

Priodweddau ffisegol

Mae'r hafaliad polymerization ar gyfer propylen yn cadarnhau nid yn unig y cemegol ond hefyd nodweddion ffisegol y sylwedd. Mae propylene yn sylwedd nwy gyda phwyntiau berwi a thawdd isel. Mae gan gynrychiolydd y dosbarth alkene hydoddedd dwys iawn.

Eiddo cemegol

Mae'r hafaliadau ar gyfer yr ymateb polymerization propylene ac isobutylene yn dangos bod y prosesau'n mynd trwy gysylltiad dwbl. Mae alkenau'n gweithredu fel monomerau, a chynhyrchion terfynol y rhyngweithiad hwn yw polypropylen a polyisobutylen. Dyma'r bond carbon-carbon yn y rhyngweithio hwn a fydd yn pydru, ac yn y pen draw bydd y strwythurau cyfatebol yn cael eu ffurfio.

Gan y bond dwbl, mae ffurfio bondiau syml newydd yn digwydd. Sut mae polymerization propylene yn mynd rhagddo? Mae mecanwaith y broses hon yn debyg i'r broses sy'n digwydd ym mhob cynrychiolydd arall o'r dosbarth hwn o hydrocarbonau annirlawn.

Mae adwaith polymerization propylen yn cynnwys sawl amrywiad o gyffroedd. Yn yr achos cyntaf, cynhelir y broses yn ystod y cyfnod nwy. Yn yr ail amrywiad, mae'r adwaith yn mynd rhagddo yn y cyfnod hylif.

Yn ogystal, mae'r polymerization o propylen hefyd yn mynd rhagddo trwy rai prosesau anhysbys, sy'n golygu defnyddio hydrocarbon hylif dirlawn fel y cyfrwng adwaith.

Technoleg fodern

Y polymerization o propylen mewn màs yn ôl technoleg Spheripol yw'r cyfuniad o adweithydd slyri ar gyfer gwneud homopolymerau. Mae'r broses yn cynnwys defnyddio adweithydd cyfnod nwy gydag haen ffug-hylif i greu copolymerau bloc. Mewn achos o'r fath, mae'r adwaith polymerization propylene yn golygu ychwanegu catalyddion ychwanegol sy'n gydnaws â'r ddyfais, yn ogystal â chyn-polymerization.

Nodweddion y Broses

Mae'r dechnoleg yn cynnwys cymysgu cydrannau mewn dyfais arbennig a gynlluniwyd ar gyfer trawsnewid. Yna caiff y cymysgedd hon ei ychwanegu at yr adweithyddion polymerization dolen, lle mae bwydydd hydrogen a gwartheg yn cael eu bwydo.

Mae'r adweithyddion yn gweithredu ar ystod tymheredd o 65 i 80 gradd Celsius. Nid yw'r pwysau yn y system yn fwy na 40 bar. Defnyddir adweithyddion, sydd wedi'u lleoli mewn cyfres, mewn ffatrïoedd a gynlluniwyd ar gyfer nifer fawr o gynhyrchu polymerau.

Mae ateb polymer yn cael ei symud o'r ail adweithydd. Mae polymerization propylen yn golygu trosglwyddo'r datrysiad i degasser o bwysau cynyddol. Yma, tynnir y homopolymer powdwr o'r monomer hylif.

Gweithgynhyrchu copolymers bloc

Mae'r hafaliad polymerization ar gyfer propylen CH2 = Mae gan CH - CH3 yn y sefyllfa hon fecanwaith llif safonol, mae yna wahaniaethau yn unig yn amodau'r broses. Ynghyd â propylene ac ethylene, mae'r powdwr o'r degasser yn mynd i adweithydd cyfnod nwy sy'n gweithredu ar dymheredd o tua 70 gradd Celsius a phwysedd o ddim mwy na 15 bar.

Mae copolymers bloc, ar ōl cael eu tynnu'n ôl o'r adweithydd, yn rhoi system wacáu arbennig o monomer y polymer powdwr.

Mae polymerization o propylen a butadienes o fath sy'n gwrthsefyll effaith yn caniatáu defnyddio ail adweithydd cam nwy. Mae'n caniatáu cynyddu lefel propylen yn y polymer. Yn ogystal, mae'n bosib ychwanegu ychwanegion i'r cynnyrch gorffenedig, y defnydd o gronynnau, yn helpu i wella ansawdd y cynnyrch a gafwyd.

Penodolrwydd polymerization alkenau

Mae rhai gwahaniaethau rhwng cynhyrchu polyethylen a pholypropylen. Mae'r hafaliad polymerization ar gyfer propylen yn ein galluogi i ddeall bod cyfundrefn dymheredd wahanol yn cael ei rhagdybio. Yn ogystal, mae rhai gwahaniaethau yn bodoli yng ngham olaf y gadwyn broses, yn ogystal ag ym meysydd defnyddio cynhyrchion diwedd.

Defnyddir perocsid ar gyfer resinau sydd ag eiddo rheolegol rhagorol. Mae ganddynt lefel gynyddol o hylifedd yn toddi, eiddo ffisegol tebyg gyda'r deunyddiau hynny sydd â mynegai cynnyrch isel.

Defnyddir resiniau sy'n cael eiddo rheolegol rhagorol yn y broses o fowldio chwistrellu, yn ogystal ag yn achos gwneud ffibrau.

Er mwyn cynyddu tryloywder a chryfder deunyddiau polymerig, mae cynhyrchwyr yn ceisio ychwanegu ychwanegion crisialu arbennig i'r gymysgedd adwaith. Mae rhai o'r deunyddiau tryloyw polypropylen yn cael eu disodli'n raddol â deunyddiau eraill yn yr ardal o ergyd mowldio a castio.

Peculiarities o polymerization

Mae polymerization propylen ym mhresenoldeb carbon activated yn mynd yn gyflymach. Ar hyn o bryd, defnyddir cymhleth catalytig o garbon gyda metel pontio yn seiliedig ar gapasiti assugno carbon. O ganlyniad i bolymerization, ceir cynnyrch sy'n meddu ar nodweddion perfformiad rhagorol.

Prif baramedrau'r broses polymerization yw'r gyfradd adwaith, yn ogystal â phwysau moleciwlaidd a chyfansoddiad stereoisomerig y polymer. Mae natur ffisegol a chemegol y catalydd, y cyfrwng polymerization, a graddfa purdeb cyfansoddion y system adwaith hefyd yn bwysig.

Mae polymer llinol yn cael ei gael yn y cam homogenaidd ac yn y cyfnod heterogenaidd, wrth sôn am ethylene. Y rheswm yw nad oes gan y sylwedd a roddwyd isomers gofodol. I gael polypropylen isotigig, ceisiwch ddefnyddio cloridau titaniwm solet, yn ogystal â chyfansoddion organoalwminiwm.

Pan ddefnyddir cymhleth a adsorbed ar drediwm clorid crisialog (3), mae'n bosibl cael cynnyrch gyda nodweddion a ragnodwyd ymlaen llaw. Nid yw rheoleidd-dra'r dellt gludwr yn ffactor digonol i'r catalydd gael gafael ar stereospecificity uchel. Er enghraifft, yn achos dewis iodid titaniwm (3), gwelir mwy o polymer atactig.

Mae'r cydrannau catalytig a ystyrir yn y math o Lewis, ac felly maent yn gysylltiedig â detholiad y cyfrwng. Yr amgylchedd mwyaf buddiol yw'r defnydd o hydrocarbonau anadweithiol. Gan fod clorid titaniwm (5) yn hidrocarbonau asiant, adsorbent gweithredol yn cael eu dewis yn gyffredinol. Sut mae polymerization propylene yn mynd rhagddo? Mae gan y fformiwla cynnyrch y ffurflen (-CH ₂ -CH ₂ -CH ₂ -) n. Mae algorithm yr adwaith ei hun yn gyfateb i gwrs yr adwaith yn y cynrychiolwyr sy'n weddill o gyfres homologous a roddir.

Rhyngweithio cemegol

Gadewch i ni ddadansoddi'r prif opsiynau ar gyfer rhyngweithio ar gyfer propylen. O ystyried bod bond dwbl yn ei strwythur, mae'r prif adweithiau'n mynd yn union â'i ddinistrio.

Mae halogeniad yn mynd rhagddo ar dymheredd cyffredin. Yn yr amhariad o gyfathrebu cymhleth, mae atodiad halogen yn ddiangen yn digwydd. O ganlyniad i'r rhyngweithio hwn, ffurfiwyd cyfansoddyn dihalogen. Y peth anoddaf yw iodination. Mae brominiad a chloriniad yn digwydd heb amodau ychwanegol a chostau ynni. Mae fflworiniad propylen yn mynd rhagddo â ffrwydrad.

Mae'r adwaith hydrogenation yn golygu defnyddio cyflymydd ychwanegol. Y catalydd yw platinwm, nicel. O ganlyniad i ryngweithio cemegol o propylen gyda hydrogen, ffurfir propane - cynrychiolydd o'r dosbarth o gyfyngu ar hydrocarbonau.

Mae hydration (ychwanegiad dŵr) yn cael ei wneud yn ôl rheol VV Markovnikov. Mae ei hanfod yn cynnwys atodi bond dwbl o'r atom hydrogen i garbon propylen, sydd â'i uchafswm. Yn yr achos hwn, bydd yr halogen ynghlwm wrth gyfrol C, sydd â lleiafswm o hydrogen.

Mae propylene wedi'i nodweddu gan losgi mewn ocsigen yn yr awyr. O ganlyniad i'r rhyngweithio hwn, bydd dau brif gynnyrch ar gael: carbon deuocsid, anwedd dŵr.

Pan fydd asiantau oxidizing cryf, megis potangiwm trwyddangan, yn gweithredu ar y cemegyn hwn, gwelir ei ddadfeddiannu. Ymhlith y cynhyrchion o'r adwaith cemegol, mae alcohol dihydrig (glycol).

Paratoi propylen

Gellir rhannu'r holl ddulliau i ddau brif grŵp: labordy, diwydiannol. O dan amodau labordy, mae'n bosib cael propylen pan mae halid hydrogen yn cael ei rannu o'r haloalllan cychwynnol pan fo datrysiad alcohol o sodiwm hydrocsid yn agored iddynt.

Mae propylene yn cael ei ffurfio yn ystod hydrogenation catalytig propynene. Yn y labordy, gellir cael y sylwedd hwn trwy ddadhydradu propanol-1. Yn yr adwaith cemegol hwn, defnyddir asid ffosfforig neu sylffwrig, alwmina, fel catalyddion.

Sut mae propilene wedi'i gynhyrchu mewn cyfrolau mawr? Oherwydd bod y cemegyn hwn yn anaml yn dod o hyd i natur, datblygwyd opsiynau diwydiannol ar gyfer ei baratoi. Y mwyaf cyffredin yw unigrwydd alcen o gynhyrchion mireinio.

Er enghraifft, mae cracio olew crai mewn gwely hylif arbennig yn cael ei wneud. Cynhyrchir propylene gan pyrolysis o'r ffracsiwn gasoline. Ar hyn o bryd, mae alcen yn cael ei dynnu o'r nwy cysylltiedig, y cynhyrchion gaseog o glogio glo.

Mae amrywiaeth o opsiynau pyrolysis ar gyfer propylen:

• Mewn ffwrneisi tiwbaidd;
• Mewn adweithydd gan ddefnyddio oerydd cwarts;
• Y broses Lavrovsky;
• Pyrolysis awtothermol yn ôl y dull Bartlom.

Ymhlith y technolegau diwydiannol anhygoel, mae angen nodi dehydrogenation catalytig hydrocarbonau dirlawn.

Cais

Mae gan Propylene amrywiaeth o geisiadau, ac felly caiff ei gynhyrchu ar raddfa fawr yn y diwydiant. Mae ymddangosiad y hydrocarbon annirlawn hwn oherwydd gwaith Natta. Yng nghanol yr ugeinfed ganrif, gan ddefnyddio system catalytig Ziegler, datblygodd dechnoleg polymerization.

Llwyddodd Natta i gael cynnyrch stereregiol, a elwir yn isotactig, oherwydd yn y strwythur, roedd grwpiau methyl wedi'u lleoli ar un ochr i'r gadwyn. Oherwydd y "pecynnu" hwn o moleciwlau polymer, mae gan y deunydd polymerig sy'n deillio o hyn nodweddion mecanyddol rhagorol. Mae polypropylen yn cael ei ddefnyddio ar gyfer cynhyrchu ffibr synthetig, yn ôl y galw fel màs plastig.

Mae oddeutu deg y cant o propylen petrolewm yn cael ei fwyta i gynhyrchu ei ocsid. Hyd at ganol y ganrif ddiwethaf, cafodd y sylwedd organig hwn ei gael trwy ddull clorohydrin. Aeth yr adwaith trwy ffurfio cynnyrch canolradd o propylen chlorohydrin. Mae gan y dechnoleg hon rai anfanteision, sy'n gysylltiedig â defnyddio clorin drud a chal wedi'i hydradu.

Yn ein hamser, mae'r dechnoleg hon wedi cael ei disodli gan y broses halkon. Mae'n seiliedig ar ryngweithio cemegol propene gyda hydroperoxidau. Defnyddir ocsid propylene yn y synthesis o glycolau propylen, a ddefnyddir i gynhyrchu ewynau polywrethan. Maen nhw'n cael eu hystyried yn ddeunyddiau clustog ardderchog, felly maen nhw'n mynd ati i greu pecynnau, rygiau, dodrefn, deunyddiau inswleiddio gwres, hylifau sarhaus a deunyddiau hidlo.

Yn ogystal, ymysg prif geisiadau propylen, dylid sôn am synthesis o aseton ac alcohol isopropyl. Mae alcohol isopropyl, sy'n doddydd ardderchog, yn cael ei ystyried yn gynnyrch cemegol gwerthfawr. Yn gynnar yn yr ugeinfed ganrif, cynhyrchwyd y cynnyrch organig hwn gan y dull asid sylffwrig.

Yn ychwanegol, datblygwyd technoleg hydradiad uniongyrchol propene gyda chyflwyniad o gatalyddion asid yn y gymysgedd adwaith. Mae tua hanner yr holl propanol a gynhyrchir yn mynd i synthesis o asetone. Mae'r adwaith hwn yn golygu dileu hydrogen, a gynhaliwyd yn 380 gradd Celsius. Mae gatyddion yn y broses hon yn sinc a chopr.

Ymhlith y ceisiadau pwysig o propilene, mae hydroformylation yn chwarae rôl arbennig. Mae Propene yn mynd i gynhyrchu aldehydes. Dechreuodd defnyddio oxinsynthesis yn ein gwlad ers canol y ganrif ddiwethaf. Ar hyn o bryd, mae'r adwaith hwn yn lle pwysig yn y diwydiant petrocemegol. Mae adwaith cemegol propilene â nwy synthesis (cymysgedd o garbon monocsid a hydrogen) ar dymheredd o 180 gradd, catalydd cobalt ocsid a phwysedd o 250 atmosffer, dau aldehydes yn cael eu ffurfio. Mae gan un strwythur arferol, mae gan yr ail gadwyn garbon grwm.

Yn syth ar ôl darganfod y broses dechnegol hon, yr ymateb hwn a ddaeth yn wrthrych ymchwil i lawer o wyddonwyr. Roeddent yn ceisio ffyrdd o liniaru amodau ei gwrs, gan geisio lleihau'r canran yn y gymysgedd o strwythur canghennog aldehyd sy'n deillio ohoni.

At y diben hwn, dyfeisiwyd prosesau economaidd, gan gynnwys defnyddio catalyddion eraill. Roedd yn bosibl lleihau'r tymheredd, pwysau, cynyddu cynnyrch strwythur llinellol aldehyde.

Defnyddir esters asid acrylig, sydd hefyd yn gysylltiedig â polymerization propylene, fel copolymers. Defnyddir tua 15 y cant o gynhyrchion petrocemegol fel deunydd cychwyn i greu acryonitrile. Mae angen yr elfen organig hon ar gyfer cynhyrchu ffibrau cemegol gwerthfawr - nitron, creu plastigau, cynhyrchu rwber.

Casgliad

Bellach ystyrir polypropylen yw'r cynhyrchiad petrocemegol mwyaf. Mae'r galw am y polymer ansawdd a rhad hwn yn tyfu, felly mae'n raddol yn disodli polyethylen. Mae'n anhepgor creu pecynnau, platiau, ffilmiau, rhannau modurol, papur synthetig, rhaffau, rhannau carped, yn ogystal ag ar gyfer creu amrywiaeth o offer cartref. Ar ddechrau'r unfed ganrif ar hugain, cynhyrchiad polypropylen oedd yr ail fwyaf yn y diwydiant polymerau. O gofio ceisiadau gwahanol ddiwydiannau, gallwn ddod i'r casgliad: yn y dyfodol agos, bydd y duedd o gynhyrchu propylene ac ethylene ar raddfa fawr yn parhau.