Түүхий эдээс полиэтилен хуванцарыг хэрхэн хийх вэ
Полиэтилен хуванцар нь хүнснээс эхлээд хүнд үйлдвэр хүртэл янз бүрийн салбарт хэрэглэгддэг хамгийн түгээмэл хуванцаруудын нэг юм. Энэхүү хуванцар нь бат бөх чанар, уян хатан чанар, янз бүрийн химийн бодисуудад тэсвэртэй байдгаараа алдартай. Энэ нийтлэлд бид түүхий эдээс полиэтилен (PE) хуванцар үйлдвэрлэх үйл явцын үндсэн алхмуудыг авч үзэх болно.
1. Полиэтилений танилцуулга
Полиэтилен (PE) нь этиленийн полимержилтээс үүссэн термопластик полимер юм. Бага нягтралтай полиэтилен (LDPE), Өндөр нягтралтай полиэтилен (HDPE), Шугаман бага нягтралтай полиэтилен (LLDPE) болон бусад хэд хэдэн төрлийн полиэтилен байдаг. Төрөл бүр өөр өөр шинж чанар, хэрэглээтэй байдаг. Полиэтилен үйлдвэрлэх процессыг ойлгохоос өмнө бид ашигласан гол түүхий эд болох этиленийг ойлгох хэрэгтэй.
2. Этилен: Гол түүхий эд
Этилен нь C2H4 химийн томъёотой, өнгөгүй, шатамхай хий юм. Этиленийг ихэвчлэн газрын тосны хагарал процессоос гаргаж авдаг. Өндөр температурт газрын тос нь янз бүрийн нүүрсустөрөгчийн нэгдэл болж хувирдаг бөгөөд тэдгээрийн нэг нь этилен юм. Дараа нь этилен хийг цэвэршүүлж, полимержих процесст ашиглахаас өмнө шингэн төлөвт хадгалдаг.
3. Полиэтилен үйлдвэрлэлийн арга
Полиэтилен үйлдвэрлэхэд хоёр үндсэн аргыг ашигладаг: хийн полимержилт ба уусмалын полимержилт. Хоёр арга хоёулаа өргөн хүрээний температур, даралтын нөхцөлд амжилттай явагдах химийн урвалд суурилдаг.
4. Полимержих процесс
а. Чөлөөт радикал полимержилт
Энэ аргыг LDPE үйлдвэрлэлд түгээмэл ашигладаг. Энэ үйл явцын ерөнхий алхмууд энд байна:
– Эхлэл: Энэ үйл явц нь бензоил хэт исэл гэх мэт эхлэлийн бодисоос чөлөөт радикалууд үүсэхээс эхэлдэг.
– Үржих: Эдгээр чөлөөт радикалууд нь этилен молекулуудтай урвалд орж шинэ, урт гинж үүсгэдэг.
– Төгсгөл: Полимер гинжийг хоёр чөлөөт радикалын хослол эсвэл гинжин дамжуулалт зэрэг янз бүрийн механизмаар зогсоож болно.
b. Координат полимержилт
Энэ аргыг HDPE болон LLDPE үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Энэ процесст Ziegler-Natta катализатор эсвэл металлоцений катализатор оролцдог:
– Эхлэл: Этилен нь катализаторын идэвхтэй төвтэй холбогддог бөгөөд энэ нь ихэвчлэн титан эсвэл цирконий зэрэг металлын ион юм.
– Үржих: Этилен нь идэвхтэй төвд байгаа мономеруудтай урвалд орж полимер гинж үүсгэдэг.
– Төгсгөл: Катализатор дээрх бүх идэвхтэй төвүүд идэвхгүй болох эсвэл урвал зогсоход энэ процесс зогсдог.
5. Нэмэлт ба өөрчлөлтүүд
Полиэтилен үйлдвэрлэх явцад хуванцарын эцсийн шинж чанарыг сайжруулахын тулд тогтворжуулагч, антиоксидант, будагч бодис зэрэг янз бүрийн нэмэлтүүдийг нэмж болно. Энэ процесс нь эцсийн бүтээгдэхүүний тодорхой шаардлагаас хамааран полимержих процессын явцад эсвэл дараа явагддаг.
6. Боловсруулах үйл явц
Полимержилтийн дараа үүссэн полиэтилен нь үрэл эсвэл жижиг мөхлөг хэлбэртэй байдаг. Цаашдын боловсруулалтад полиэтиленийг хайлуулж, эцсийн бүтээгдэхүүн болгон хувиргах ажил орно. Боловсруулалтын нийтлэг аргуудад дараахь зүйлс орно.
– Шахмал: Полиэтиленийг хайлуулж, хэвээр шахаж хуудас, хоолой эсвэл хальс үүсгэдэг.
– Тарилгын хэв: Полиэтиленийг хайлуулж, хэвэнд шахаж, шил эсвэл инженерийн эд анги гэх мэт тодорхой бүтээгдэхүүн үүсгэдэг.
– Үлээж хэвэнд оруулах: Полиэтиленийг хайлуулж, хэвэнд үлээж хуванцар сав гэх мэт хөндий бүтээгдэхүүн үүсгэдэг.
7. Чанарын шинжилгээ
Полиэтилен бүтээгдэхүүн нь шаардлагатай үзүүлэлтүүдийг хангаж байгаа эсэхийг баталгаажуулахын тулд янз бүрийн чанарын туршилтанд хамрагдах ёстой. Нийтлэг туршилтуудад суналтын бат бэх, цохилт, химийн эсэргүүцэл орно.
8. Полиэтилений ашиг тус ба хэрэглээ
Полиэтилен нь бат бөх, уян хатан, харьцангуй хямд үнэтэй тул өргөн хүрээний хэрэглээтэй. Зарим түгээмэл хэрэглээнд дараахь зүйлс орно.
– Сав баглаа боодол: Полиэтиленийг сав баглаа боодлын хальс, гялгар уут, шил үйлдвэрлэхэд ашигладаг.
– Бүтэц: HDPE нь зэврэлт болон өндөр даралтад тэсвэртэй хоолой үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг.
– Хүнсний үйлдвэрлэл: Полиэтиленийг хоргүй, чийгэнд тэсвэртэй шинж чанартай тул хүнсний сав баглаа боодлын бүрхүүлд ихэвчлэн ашигладаг.
9. Сорилтууд ба ирээдүй
Полиэтилен нь олон давуу талтай боловч гол бэрхшээл нь байгаль орчны асуудал юм. Полиэтилен нь хурдан задрахад хэцүү материал бөгөөд энэ нь хуванцар хаягдал хуримтлагдахад хүргэдэг. Тиймээс байгаль орчинд ээлтэй үйлдвэрлэлийн аргуудыг олох, полиэтиленийг илүү тогтвортой ашиглалтын мөчлөгийг хангахын тулд дахин боловсруулах судалгаа, хөгжүүлэлт үргэлжилж байна.
Дүгнэлт
Түүхий эдээс полиэтилен үйлдвэрлэх нь төрөл бүрийн салбарын хувьд нарийн төвөгтэй боловч чухал үйл явц юм. Этиленийг гаргаж авахаас эхлээд хуванцар бүтээгдэхүүн болгон эцсийн боловсруулалт хийх хүртэлх алхам бүр нь бат бөх, уян хатан, олон талт материал үйлдвэрлэх зорилготой юм. Байгаль орчинд үзүүлэх нөлөөллийн талаарх мэдлэг нэмэгдэж байгаатай холбогдуулан полиэтилен үйлдвэрлэх, дахин боловсруулах аргуудад шинэчлэл хийх нь энэхүү материалын ашиг тусыг манай гарагт сөрөг үр дагаварт хүргэхгүй байхын тулд зайлшгүй шаардлагатай юм.
Зөвхөн үйлдвэрлэлийн технологид төдийгүй илүү хариуцлагатай хуванцар хэрэглээг дэмжих зохицуулалт, бодлогын хувьд тасралтгүй суралцах, сайжруулах шаардлагатай байна. Ингэснээр бид полиэтилен үйлдвэрлэх, ашиглах нь экологийн хувьд хамгийн бага нөлөөлөлтэй оновчтой ашиг тусыг авчрах болно.
