Вступ

Ми звикли говорити про те, що живемо в століття полімерів. Але полімери не просто замінюють традиційні деревину, скло, метал, вони багато в чому перевершують їх. Полімери стали основою для створення нових конструкційних матеріалів з унікальними властивостями. Різноманітність існуючих синтетичних полімерів і композитів дозволяє у кожному конкретному випадку підбирати матеріал, що максимально відповідає тим функціям, які повинен виконувати виріб, і тим умовам, в яких воно експлуатуватиметься.

В Україні і світі в цілому індустрія пластмас, їх переробка є одними з базових галузей хімічної промисловості. Масштаби вживання полімерних матеріалів в економіці будь-якої країни є загальновизнаним критерієм її розвиненості в світовій практиці.

До останнього часу, коли було потрібне застосування матеріалів з високою механічною міцністю, в якості конструкційного матеріалу намагалися використати метал. Проте зараз науково-технічні розробки в області полімерів(нанотехнології) дозволяють досягти, а в деяких випадках перевершити властивості металу. При цьому розвиток технології не зупиняється. Пластик застосовується зараз у більшості високотехнологічних галузей промисловості.

За даними Держкомстату України, виробництво хімічної продукції в республіці в листопаді 2007 року виросло на 13% (в порівнянні з аналогічним періодом 2006 років), в січні-листопаді — на 5,9%, передає ЛІГАБізнесинформ.

Зокрема, січні-листопаді підприємства хімічної промисловості України збільшили виробництво пластмас на 13,2% до 464 тис.тонн (у листопаді — до 46,7 тис. тонн, зростання — 29,7%), хімічних волокон — на 2,2% до 33,3 тис.тонн (у листопаді — 2,9 тис. тонн, падіння — 5,3%), пестицидів на 5,8% до 1 тис. 612 тонн (у листопаді — до 234 тонн, зростання — 41,8%).

Крім того, підприємства українського химпрома за січень-листопад скоротили виробництво каустичної соди на 26,2% до 127 тис. тонн (у листопаді — до 14,7 тис.тонн, зростання — 31,3% до листопада 2006 року), аміаку — на 0,4% до 4 млн 669 тис. тонн (у листопаді — 461 тис. тонн, зростання — 26,6%), автомобільних шин — на 18,8% до 5 млн 286 тис. штук (у листопаді — скоротили на 11,2% до 546 тис. штук).

Міністерство промполітики і підприємства хімічного комплексу мають намір підготувати проект програми реконструкції виробництв з метою залучення інвестицій для реконструкції, зниження енергоспоживання, підвищення якості продукції.

Підсумки листопада 2011 року показали, що в Україні обсяг випуску великотоннажних полімерів склав майже тридцять тисяч тонн. Якщо розглядати результати одинадцяти місяців поточного року, можна говорити, що українські виробники випустили понад двісті сімдесяти шести з половиною тисячі тонн базових полімерів.

За інформацією аналітиків компанії Маркет Репорт, за підсумками березня в Україні загальний об'єм зроблених великотоннажних пластиків(ПП, ПЭ, ПВХ і ПС) зріс до 37,320 т. Найбільше зроблене полівінілхлодриду (компанія "Карпатнафтохім", Група Лукойл).

Минулого місяця українська компанія "Карпатнафтохім", що входить до складу групи "Лукойл", наростила обсяг випуску поліетилену до дев'яти тисяч тонн, що майже на дві тисячі тонн більше, якщо порівнювати з жовтнем цього року. В цілому в період з січня по листопад сумарни виробництва поліетилену низького тиску українським підприємством склав більше дев'яноста трьох тисяч тонн.

Обсяг випуску суспензійного полівінілхлориду на "Карпатнафтохімі" в листопаді цього року практично досяг одинадцяти тисяч тонн. При цьому варто сказати, що завантаження потужностей по виробництву цього матеріалу української компанії на сьогодні не перевищує п'ятдесяти відсотків. Це призводить до того, що впродовж семи місяців роботи "Карпатнафтохіму" вдалося випустити близько сімдесяти шести з половиною тисяч тонн вказаного матеріалу.

Набирає обороти і компанія "Стирол", обсяг випуску полістиролу, якій склав більше півтора тисяч тонн (звернемо увагу, що в листопаді виробник випустив в два рази менше матеріалу порівняно з жовтневим показником). Проте за січень - листопад підприємство напрацювало близько двадцяти одній з половиною тисячі тонн полістиролу, що на тридцять сім відсотків більше порівняно з аналогічним показником 2010 року.

Сумарний обсяг випуску базових полімерів в Україні за підсумками одинадцяти місяців цього року склав двісті сімдесят шість з половиною тисячі тонн, що на сто п'ятдесят три відсотки більше порівняно з аналогічним показником рік тому.

Попит на полімерні матеріали визначається, з одного боку, наявністю переробляючої бази, її збалансованістю з виробництвом полімерів, технічним станом, інвестиційною активністю, фінансовими можливостями на придбання оборотних коштів, а з іншої - платоспроможністю і економічним станом галузей-споживачів виробів з полімерів, розвиток яких надає непрямий вплив на формування пропозиції з боку продуцентів полімеру.

В даний час на виробництві назріла проблема технічного переоснащення, у зв'язку з тим, що застаріле устаткування не справляється із завданнями виробництва, прийнято рішення про установку нового устаткування на наявних площах і повній автоматизації і механізації процесу виготовлення деталей.

Одним з перспективних напрямів виробництва є підприємства по переробці полімерних матеріалів.

Перспективність розвитку виробництв по переробці полімерних матеріалів полягає у високій мірі автоматизації і механізації, без'отходность і висока екологічність виробництв, розширення сфер застосування і номенклатури виробів з полімерних матеріалів.

У цих умовах від окремих підприємств потрібна концентрація зусиль на виробництві найбільш вигідної продукції, а також зміні устаткування на сучасніше.

1 Загальна частина

1.1 Загальні відомості про одержання, властивості, переробку та застосування сировини.

Поліетиле́н (-СН2–СН2-)_n — є карбоцепним полімером аліфатичного органічного вуглеводня олефінового ряду етилену. Термопластичний насичений полімерний вуглеводень; твердий, безколірний, жирний на дотик матеріал. Він легший за воду, горить повільно синюватим полум'ям без кіптяви.

Якщо етилен нагріти до 150—200°С і піддати високому тиску, його молекули почнуть сполучатися одна з одною у великі молекули. Сполучення молекул відбувається за рахунок розриву в кожній з них подвійних зв'язків з утворенням одинарних й вивільненням двох одиниць валентності. Молекули поліетилену мають лінійну структуру. На кінцях полімерних молекул, зрозуміло, вільними валентності не залишаються, як це показано на схемі. Вони насичуються приєднанням до кінців молекул вільних атомів або радикалів, що утворюються при руйнуванні молекул етилену.

Будову молекул полімеру зображають звичайно скорочено структурою однієї елементарної ланки. Скорочена структурна формула поліетилену:

• [ —CH₂—CH₂— ]_n

Число n показує, скільки молекул мономеру сполучається в молекулу полімеру. Це число називають коефіцієнтом полімеризації.

Різні молекули даного полімеру складаються з різного числа молекул мономеру. Тому й молекулярні маси різних молекул даного полімеру різні. В галузі полімерних сполук молекулярна маса показує не масу кожної окремої молекули, а середню молекулярну масу. Молекулярна маса окремих молекул даного полімеру може значно відрізнятися від його середньої молекулярної маси.

Середня молекулярна маса полімеру може істотно змінюватися залежно від умов його одержання, а разом з тим змінюються і властивості полімеру.

Так, наприклад, коли етилен піддавати полімеризації під тиском 300 атм, то утворюється пластичний полімер з довжиною ланцюжків макромолекул до 1500—2000 елементарних ланок. Середня молекулярна маса такого поліетилену досягає 56 000 в. о. При тиску 1500 атм утворюється твердий поліетилен з довжиною ланцюжків макромолекул до 5000—6000 елементарних ланок і з середньою молекулярною масою понад 150 000 в. о.

Властивості:

Стійкий до дії води, не реагує з лугами будь-якої концентрації, з розчинами нейтральних, кислих і основних солей, органічними і неорганічними кислотами, навіть концентрованою сірчаною кислотою, але розкладається при дії 50%-ої азотної кислоти при кімнатній температурі і під впливом рідкого чи газоподібного хлору і фтору. При температурі вище 70^оС він набухає та розчиняється у хлорованих і ароматичних вуглеводнях.

При кімнатній температурі не розчиняється і не набухає в жодному з відомих розчинників. При підвищеній температурі (80° C) розчинний в циклогексані і чотирихлористому вуглеці. Під високим тиском може бути розчинений в перегрітій до 180° C воді.

З часом, розкладається з утворенням поперечних міжланцюгових зв'язків, що призводить до підвищення крихкості на тлі невеликого збільшення міцності. Нестабілізований поліетилен на повітрі піддається термоокислювальній деструкції (термостарінню). Термостаріння поліетилену проходить за радикальним механізмом, супроводжується виділенням альдегідів, кетонів, перекису водню та ін.