A polimerek olyan vegyületek, amelyek magasmolekulatömege eléri a több ezer egységet. A polimerizációs reakció alapja a modern anyagok előállítása különböző célokra és tulajdonságokra. Alacsony sűrűségnél nagy szilárdsággal jellemezhetők, hevítésre képesek lágyulni, és könnyen beleférnek a formázásba, ami lehetővé teszi különböző kivitelű és méretű termékek előállítását. A polimerek inertek agresszív környezetben, elektromos szigetelési tulajdonságokkal rendelkeznek, és nem érzékenyek a korrózióra. A szintézis szakaszában könnyen szabályozható egyedi tulajdonságok miatt a modern polimer anyagok alkalmazási területe folyamatosan bővül.
Hevítés és hűtés során ezek a kémiai termékek kétféle módon viselkednek.
Néhányan lágyulnak hevítéskor és mikorhűtés ismét megkeményedik. Az ilyen anyagok közé tartoznak például az alkének polimerizációján alapuló termékek, azaz a polietilén és a polipropilén. Hőre lágyuló anyagnak nevezik őket. A polivinil-klorid és a polisztirol szintén hasonló tulajdonságokkal rendelkezik.
Más típusú polimereket csak egy melegíthet, mivel lehűlés után megkeményednek, és hevítés közben már nem lágyulnak meg. Ezeket az anyagokat hőre keményedő anyagoknak nevezik, és ide tartoznak a fenol-formaldehid vagy karbamid-formaldehid gyanták. A hőre lágyuló műanyagoknak és a hőszigetelőknek vannak saját előnyeik. Az elsőket granulátum formájában állítják elő. Tőlük hevítés és lágyulás után bármilyen alakú terméket kapnak, de működés közben nem melegíthetők. Ez utóbbiakat gyantás tömeg formájában állítják elő.
Az etilén polimerizációs reakció leírhatóa következő formában: CH2 = CH2 → (–CH2 – CH2–) n. Bizonyos körülmények között iniciátor jelenlétében (ezek gáznemű oxigén vagy szerves peroxid olajban lévő oldata) egy π-kötés (különben kettős kötés) szakad meg a szénatomok és a képződött szabad gyökök n-edik mennyisége összekapcsolódik. A polimerizációs reakció a gyökös lánc mechanizmusa szerint megy végbe. A polimer anyag molekulatömege közvetlenül az n számtól függ, növekedésével növekszik. A polimerizációs reakció körülményeinek szabályozásával a polietilén szintézis operátora meghatározott tulajdonságokkal rendelkezik: folyékonysággal (vagy olvadékfolyási sebességgel), szilárdsággal, sűrűséggel, dielektromos veszteségtangenssel, dielektromos állandóval és egyebekkel.
Nagynyomású polietilén szintézis vagy reakcióA polimerizációt autoklávban vagy csőreaktorban végezzük, legfeljebb 300 ° C hőmérsékleten és 1000-3000 atm nyomáson. Ez hatalmas hőt termel. Melegvízzel távolítják el, amelyet a reaktor köpenyeihez vezetnek. Mind a polimer anyag minősége, mind az eljárás biztonsága nagymértékben függ a hőelvezetéshez szállított víz tisztaságától. Ha a víz rosszul tisztított és sok szennyeződést tartalmaz (például keménysókat kalcium- és magnézium-kationok, kovasav-anionok, klór és más formájában), akkor a reaktor burkolatában lerakódások képződnek, vagy a fém korrodálódni kezd. A reaktor falának vastagságában bekövetkező változás következtében a hőelvonás teljes felületén egyenetlenné válik, és a polimerizáció hőmérsékleti körülményei ellenőrizetlenné válhatnak. A hirtelen hőmérséklet-emelkedés mellett polimer oxidáció vagy bomlás léphet fel, a reaktor megsemmisülése esetén.
Polimerizációs reakció eredményekéntpolietilén képződik, alacsonyabb nyomáson és hőmérsékleten is folyhat. De ehhez katalizátorra van szükség. Ha a nagynyomású polietilén nem reagált etilént tartalmazó olvadék formájában hagyja el a reaktorból, amelyet elválasztanak, és a polimert granulálják, akkor az alacsony nyomáson előállított polietilén a reaktorból por, pontosabban szénhidrogén oldószerben készült szuszpenzió formájában hagyja el. A port elkülönítjük az oldószertől, mossuk a katalizátor szennyeződéseitől, majd granuláljuk az extrudernek nevezett speciális berendezésen.
Így az etilén polimerizációjának reakciójaaz ipart használják a polietilén szintéziséhez. A GOST 16338-85 szerint alacsony szuszpenziós és gázfázisú alacsony nyomású polietilént állítanak elő, a GOST 16337-77 szerint nagy nyomású polietilént állítanak elő autoklávban és csőben is.
