Polyméry sú zlúčeniny, ktoré majú vysoké hodnotymolekulová hmotnosť dosahuje niekoľko tisíc jednotiek. Polymerizačná reakcia je základom výroby moderných materiálov na rôzne účely a vlastnosti. Pri nízkej hustote sa vyznačujú vysokou pevnosťou, dokážu zmäknúť pri zahriatí a dajú sa ľahko tvarovať, čo umožňuje získať produkty rôznych vzorov a veľkostí. Polyméry sú inertné v korozívnom prostredí, majú elektrické izolačné vlastnosti a nekorodujú. Vďaka jedinečným vlastnostiam, ktoré sa dajú ľahko regulovať v štádiu syntézy, sa oblasť použitia moderných polymérnych materiálov neustále rozširuje.
Tieto chemické výrobky sa pri zahrievaní a chladení správajú dvoma spôsobmi.
Niektoré zjemňujú pri zahrievaní a kedyochladením znova stuhnú. Tieto materiály zahŕňajú produkty založené napríklad na polymerizácii alkénov, to znamená na polyetyléne a polypropyléne. Nazývajú sa termoplastické materiály. Polyvinylchlorid a polystyrén majú tiež podobné vlastnosti.
Iné typy polymérov je možné zahrievať iba jednýmkrát, pretože po ochladení stvrdnú a pri zahrievaní už nezmäknú. Tieto materiály sa nazývajú termosetové materiály a zahŕňajú fenolformaldehydové alebo močovinoformaldehydové živice. Termoplasty a termosety majú svoje vlastné výhody. Prvé sa vyrábajú v granulovanej forme. Z nich sa po zahriatí a zmäkčení získajú výrobky akéhokoľvek tvaru, ale počas prevádzky sa nemôžu zohrievať. Tieto sa vyrábajú vo forme živicovej hmoty.
Polymerizačnú reakciu etylénu je možné písaťv nasledujúcej forme: CH2 = CH2- (-CH2-CH2-) n. Za určitých podmienok, v prítomnosti iniciátora (ide o plynný kyslík alebo roztok organického peroxidu v oleji), sa medzi atómami uhlíka preruší n-väzba (inak dvojitá väzba) a n-té množstvo vytvorených voľných radikálov sa zlúči. Polymerizačná reakcia prebieha podľa mechanizmu radikálového reťazca. Molekulová hmotnosť polymérneho materiálu priamo závisí od čísla n, s jeho rastom rastie. Úpravou podmienok polymerizačnej reakcie prevádzkovateľ syntézy polyetylénu dosiahne získanie materiálu so špecifikovanými vlastnosťami: tekutosť (alebo rýchlosť toku taveniny), pevnosť, hustota, tangens dielektrickej straty, dielektrická konštanta a ďalšie.
Syntéza alebo reakcia vysokotlakového polyetylénuPolymerizácia sa uskutočňuje v autokláve alebo rúrkových reaktoroch pri teplotách do 300 ° C a tlakoch od 1 000 do 3 000 atm. To produkuje obrovské množstvo tepla. Odstraňuje sa horúcou vodou, ktorá sa dodáva do plášťov reaktorov. Kvalita polymérneho materiálu a bezpečnosť procesu do značnej miery závisia od čistoty vody privádzanej na odvádzanie tepla. Ak je voda zle vyčistená a obsahuje veľa nečistôt (napríklad soli tvrdosti vo forme katiónov vápnika a horčíka, anióny kyseliny kremičitej, chlór a ďalšie), potom sa usadeniny v plášti reaktora alebo kov začnú korodovať. V dôsledku zmeny hrúbky stien reaktora je odvod tepla na celom jeho povrchu nerovnomerný a teplotné podmienky polymerizácie môžu byť nekontrolovateľné. Pri prudkom zvýšení teploty môže dôjsť k oxidácii alebo rozkladu polyméru, čo môže viesť k deštrukcii reaktora.
Polymerizačná reakcia vedúca k vznikuvznikne polyetylén, môže tiež prúdiť pri nižšom tlaku a teplote. Vyžaduje si to však katalyzátor. Ak vysokotlakový polyetylén opúšťa reaktor vo forme taveniny obsahujúcej nezreagovaný etylén, ktorý sa potom separuje a polymér sa granuluje, potom polyetylén získaný pri nízkom tlaku opúšťa reaktor vo forme prášku, presnejšie, suspenzie v uhľovodíkovom rozpúšťadle. Prášok sa oddelí od rozpúšťadla a premyje sa od nečistôt katalyzátora a potom sa tiež granuluje na špeciálnom zariadení zvanom extrudér.
Reakcia polymerizácie etylénu vpriemysel sa používa na syntézu polyetylénu. Podľa GOST 16338-85 vyrábajú nízkotlakový polyetylén suspenznej a plynnej fázy, podľa GOST 16337-77 vyrábajú vysokotlakový polyetylén autoklávu aj trubicového stupňa.
