Полипропилен структурная формула. Формула полипропилена. Свойства и применение полипропилена. Технические характеристики материала

Оглавление Физические свойства Химические свойства Получение пропилена Получение пропилена в лаборатории
Получение пропилена в промышенности Применение Список литературы Пропилен (пропен) Н3С-СН==СН2 относится к углеводородам ряда этилена (алкены или олефины). Алкены, или олефины (от лат. olefiant - масло - старое название, но широко используемое в химической литературе. Поводом к такому названию послужил хлористый этилен, полученный в XVIII столетии, - жидкое маслянист вещество.) - алифатические непредельные углеводороды, в молекулах которых между углеродными атомами имеется одна двойная связь. Алкены содержат в своей молекуле меньшее число водородных атомов, чем соответствующие им алканы (с тем же числом углеродных атомов), поэтому такие углеводороды называют непредельными или ненасыщенными. Алкены образуют гомологический ряд с общей формулой CnH2n. Непредельный (алкеновый) радикал называют тривиальным названием или по систематической номенклатуре: Н2С==CН-СН2 - аллил (пропенил-2) Пропилен служит сырьем для получения изопропилбензола, ацетона, фенола, полипропилена, глицерина, изопропилового спирта, синтетического каучука и других ценных органических продуктов. Физические свойства Пропилен представляет из себя газообразное вещество с низкой температурой кипения t кип=-47,7 °С и температурой плавления t пл= -187,6 °С, оптическая плотность d204=0,5193. Химические свойства Пропен обладает значительной реакционной способностью. Его химические свойства определяются, главным образом, двойной углерод-углеродной связью. p-связь, как наименее прочная и более доступная, при действии реагента разрывается, а освободившиеся валентности углеродных атомов затрачиваются на присоединение атомов, из которых состоит молекула реагента.Все реакции присоединения протекают по двойной связи и состоят в расщеплении -связи алкена и образовании на месте разрыва двух новых -связей. Чаще реакции присоединения идут по гетеролитическому типу, являясь реакциями электрофильного присоединения. Присоединение галогенов (галогенирование): Реакцию галогенирования обычно проводят в растворителе при обычной температуре. Галогены легко присоединяются по месту разрыва двойной связи с образованием дигалогенопроизводных. Легче идет присоединение хлора и брома, труднее - иода. Фтор взаимодействует со взрывом. Присоединение водорода (реакция гидрирования): Присоединяя водород в присутствии катализаторов (Pt, Pd, Ni), пропен переходит в предельный углеводород - пропан. Присоединение воды (реакция гидратации): Присоединение галогеноводородов (HHal) и воды происходит по правилу В.В.Марковникова (1869). Водород кислоты Hhal присоединяется к наиболее гидрированному атому углерода при двойной связи. Соответственно остаток Hal связывается с атомом С, при котором находится меньшее число атомов водорода. Горение на воздухе. При поджигании горит на воздухе: 2СН2=СНСН3 + 9О2 6СО2 + 6Н2О. С кислородом воздуха газообразные пропилен образует взрывчатые смеси. Пропилен окисляется перманганатом калия в водной среде, что сопровождается обесцвечиванием раствора KMnO4 и образованием гликолей (соединений с двумя гидроксильными группами при соседних атомах С). Окисление кислородом воздуха в пропиленоксид при нагревании в присутствии серебряных катализаторов: Полимеризация– связывание множества молекул пропилена друг с другом. Условия реакции: нагревание, присутствие катализаторов. Соединение молекул происходит путем расщепления внутримолекулярных-cвязей и образования новых межмолекулярных -cвязей: Получение пропилена Получение пропилена в лаборатории Из лабораторных способов получения пропилена можно отметить следующие: 1. Отщепление галогеноводорода от галогеналкилов при действии на них спиртового раствора щелочи: H2C-CH2 – CH3 = H2C==CH2– CH3 + KCl + H2O | | Cl H K-ОH 2. Гидрирование пропина в присутствии катализатора (Pd): H-C≡C- CH3 + H2 = H2C==CH- CH3 3. Дегидратация пропилового спирта (отщепление воды). В качестве катализатора используют кислоты (серную или фосфорную) или А12O3: Н2С-СН2 - CH3 = Н2С==СН - CH3 + Н2О | | H -OH 4. Отщепление двух атомов галогена от дигалогеноалканов, содержащих галогены при соседних атомах С. Реакция протекает под действием металлов (Zn и др.): Получение пропилена в промышенности В природе алкены встречаются редко. Обычно пропилен выделяют из газов нефтепереработки (при крекинге сырой нефти в кипящем слое (процесс фирмы BASF), пиролизе бензиновых фракций) или попутных газов, а также из газов коксования угля. Существует несколько видов пиролиза пропилена: пиролиз в трубчатых печах, пиролиз в реакторе с кварцевым теплоносителем (процесс фирмы Phillips Petroleum Co.), пиролиз в реакторе с коксовым теплоносителем (процесс фирмы Farbewerke Hoechst), пиролиз в реакторе с песком в качестве теплоносителя (процесс фирмы Lurgi), пиролиз в трубчатой печи (процесс фирмы Kellogg), процесс Лавровского - Бродского, автотермический пиролиз по Бартоломе. В промышленности пропилен получают также дегидрированием алканов в присутствии катализатора (Сr2О3, Аl2О3). Промышленным способом получения пропилена наряду с крекингом служит дегидратация пропанола над оксидом алюминия: Применение Пропилен находит свое применение в промышленном синтезе. Полипропилен. Производство полипропилена в промышленности началось в 1954 году благодаря работам Натты, который использовал для полимеризации пропилена каталитическую систему Циглера. Натта впервые получил стереорегулярный полимер, названный им изотактическим; в нем все метильные группы расположены по одну сторону цепи, что способствует благоприятной "упаковке" полимерных молекул и определяет хорошие механические свойства полипропилена:
Полипропилен находит аналогичное полиэтилену применение - как пластик, для производства волокна и др. Оксид пропилена. Около 10% нефтехимического пропилена расходуется на производство оксида пропилена. До 1968 года оксид пропилена производился только хлоргидринным методом (промежуточно образовывался пропиленхлоргидрин):
Этот метод имеет недостатки, связанные с использованием дорогостоящих хлора и гидроксида кальция. Начиная с 1968 года появился альтернативный вариант, так называемый халкон-процесс, основанный на взаимодействии пропилена с гидропероксидами (например., третичным бутилпероксидом): Вполне вероятно, что этот метод со временем полностью заменит хлоргидринный процесс. Оксид пропилена используется для синтеза пропиленгликоля, из которого далее получают взаимодействием с многоатомными спиртами (например, глицерином) пенополиуретаны, находящие применение в качестве амортизирующих материалов (коврики, мебель, упаковка), теплоизоляторов в строительстве, фильтрующих и сорбирующих жидкости материалов. Изопропиловый спирт и ацетон. Важнейшее применение пропилена связано с синтезом изопропилового спирта и ацетона. Как уже упоминалось, изопропиловый спирт, который используется как ценный растворитель, можно считать первым продуктом нефтехимии. Интересно, что большие количества его все еще получают, как в 1920 году, сернокислотным процессом: Изопропиловый спирт также получают прямой гидратацией пропилена в присутствии кислых катализаторов: Почти 50% производимого изопропилового спирта расходуется на получение ацетона дегидрированием на медно-цинковом катализаторе или оксиде цинка при 380°С: Гидроформилирование. Особо хотелось обратить внимание на использование пропилена для синтеза альдегидов с помощью замечательной реакции гидроформилирования, или оксосинтеза, которая была открыта в 1938 году и стала одной из важнейших в нефтехимии. При взаимодействии пропилена (и других алкенов) с монооксидом углерода и водорода (такая смесь называется синтез-газом) в присутствии карбонилов кобальта Со2(СО)8 при температуре 150- 180°Си давлении 200 -250 атм образуются два альдегида - нормального и изостроения: С момента открытия эта реакция являлась предметом интенсивных исследований ученых: необходимо было смягчить условия реакции, по возможности уменьшить долю менее ценных разветвленных альдегидов и избежать возможной реакции гидрирования двойной связи. Были разработаны более экономичные процессы, например, с использованием родиевых катализаторов, стабилизированных трифенилфосфином. В последнем случае удалось снизить температуру до 100°С, давление -до 20 атм и повысить выходы альдегидов нормального строения. Акриловая кислота и акрилонитрил. Теперь перейдем к продуктам, получаемым в результате реакций метильной группы пропилена. В этом ряду основное место без сомнения занимают процессы получения акриловой кислоты и акрилонитрила В 50-е годы эфиры акриловой кислоты стали широко использовать в промышленности в качестве ценных сополимеров. Примерно 15% нефтехимического пропилена используется в качестве исходного продукта для производства акрилонитрила, из которого получают ценное волокно (нитрон), пластические массы (сополимер со стиролом), синтетические каучуки (сополимер с бутадиеном). Но в конце 50-х годов был разработан гораздо более дешевый способ - окислительный аммонолиз пропилена. Суть реакции заключается в окислении пропилена в присутствии аммиака: Список литературы 1 А.И. Артеменко, Органическая химия, М.:Высшая школа – 1998, 535 с. 2 Б.Д. Степин, А.А.Цветков, Органическая химия, М.:Высшая школа – 1994, 605 с.

Полипропилен (ПП) – полимерное соединение, получаемое из ненасыщенного (с двойной связью) углеводорода пропилена (структурная формула: СН2=СН–СН3) в результате процесса полимеризации с участием металлоорганических катализаторов. ПП принадлежит к классу полиолефинов.

В качестве сырья для синтеза полимера используют нефть и .

Физические свойства материала

ПП – бесцветное кристаллическое вещество. В тонких слоях ПП – прозрачный, в толстых – продукт молочно-белого цвета. Имеет температуру плавления 145–170 0С.

Растворяется лишь при повышенной температуре в сильных растворителях: хлорированных, ароматических углеводородах. ПП проявляет стойкость к кислотам и щелочам, солевым растворам и другим неорганическим агрессивным средам, а также органическим растворителям (спиртам, сложным эфирам и кетонам).

В зависимости от пространственного расположения углеводородного радикала (СН3–) по отношению к основной цепочке различают изотактический, синдиотактический и атактический ПП. Изотактический ПП – наиболее коммерчески важная форма полимера (ПП с изотактической структурой отличается самой высокой степенью кристалличности, прочностью и теплостойкостью).

Применение полипропилена

Промышленно ПП выпускается в виде окрашенных и неокрашенных гранул. Полимер используется во многих отраслях экономики (автомобилестроение, строительство, машиностроение, медицина, приборостроение). Его применение позволяет уменьшить стоимость используемого материала, снизить материалоемкость.

Существует пять основных методов промышленного производства изделий из ПП: экструзия, литье под давлением, выдув, ротоформование, вспенивание.

С помощью метода экструзии из ПП изготавливают трубы, применяемые для отопления и водоотведения, волокна, пленку и листовой материал. Методом литья под давлением производят автокомплектующие, пластиковую мебель, тарные ящики, палеты, тару, укупорочные изделия, фитинги, и другие медицинские изделия.

Методом ротоформования производят такие изделия, как , бочки и баки, дорожные блоки, детские игровые комплексы. Большой популярностью пользуются бассейны из полипропилена.

Методом вспенивания из ПП изготавливают теплоизоляционные материалы для строительных и ремонтных работ. Также из ПП выдувают тару, пакеты.

Для окрашивания ПП используются пигменты и органические красители. При поверхностном окрашивании ПП предварительно окисляется.

В целях увеличения прочности полипропилен армируют стекловолокном или алюминием. Такой армированный материал применяют для изготовления труб.

Достоинств.а и недостатки полипропилена

Как и любой другой материал, ПП имеет свои достоинства и недостатки. Широкое использование ПП практически во всех промышленных отраслях говорит о значительном преобладании плюсов этого материала над его минусами.

Основные преимущества:

• большой эксплуатационный срок;
• высокая прочность, стойкость к изгибам;
• устойчивость к действию химикалий;
• стойкость к перепадам температур;
• высокие тепло- и звукоизоляционные качества;
• относительно низкая стоимость производства.

Основные недостатки ПП:

• невозможность использовать в конструкциях пожароопасных объектов;
• под действием света в присутствии кислорода ПП постепенно теряет свои физические свойства (для устранения этого недостатка в состав материала вводятся специальные добавки-стабилизаторы, такие как сажа, алкилфенолы, ароматические амины).

Чтобы повысить морозостойкость и эластичность материала, ПП модифицируют другими олефинами или каучуком в различных пропорциях.

Вторичная переработка полипропилена

Современные технологии позволяют использовать полимеры вторично. Это дает возможность не только уменьшить количество твердых бытовых отходов и частично решить проблему их утилизации, но и значительно снизить стоимость сырья. К примеру, вторичный ПП в среднем на 30 % дешевле первичного сырья, при этом сохраняет 90 % всех его свойств (частично теряются прочность, стойкость к растрескиванию, светостойкость).

Сырьем для получения вторичного ПП являются производственные отходы, получаемые при производстве продуктов из ПП, а также непригодные полипропиленовые изделия.

Как правило, используют отходы, которые не подвергались воздействию света и тепла во время эксплуатации.

Из них получают так называемую дробленку, которую можно

Жаль, у нас в стране как-то не практикуется в широком масштабе сбор вторичного сырья из полипропилена для переработки. На улицах полно такого мусора, одна только пластиковая посуда чего стоит, особенно в летний период. Люди ведь даже не задумываются, когда используют одноразовую посуду, о том что она пролежит не одну сотню лет мертвым грузом на нашей планете. В Европе дела получше с этим обстоят, однако всё же весь мировой океан загажен пластиковыми отходами.

Полипропилен: структурная формула

Ненасыщенные полиэфирные смолы представляют собой классическую реакционную смолу для производства двухкомпонентных инъекционных растворных систем. Отверждение обычно проводят с помощью пероксидной пасты дибензоила. Создание кнопок - это приложение для холодного отверждения, активируемое ускорителями. Основой для производства пуговиц из полиэстера являются литые бруски или пластины из ненасыщенной полиэфирной смолы, которые закалены органическими пероксидами. Полиэфирные кнопки производятся путем механической обработки и могут быть окрашены позже.