tehnologia de obtinere a sacosei din PE
1.Obtinerea polimerului ( polietilena )
:
este unul din cei mai importanti
polimeri sintetici datorita resurselor bogate de materii
prima,proprietatilor sale deosebite si posibilitatilor de utilizare.Se obtine
prin polimerizarea etenei :
nCH2=CH2 -(CH2-CH2)n-
Exista 3 procedee industriale de fabricare a polietilenei : - procedeul de polimerizare radicalica la presiune inalta
(1500-2000 at);procedeul ICI.
procedeul de polimerizare in prezenta unor
catalizatori oxidici la presiune medie
(30-70 at);procedeul Philips.
procedeul de polimerizare in prezenta unor
catalizatori complecsi la presiune joasa
(1-10 at);procedeul Ziegler.
Polietilena are unele proprietati fizice,mecanice si tehnologice (de prelucrare) deosebite de la
un procedeu la altul.
In practica,polietenele
se grupeaza si dupa densitate,si anume in :
polietene cu densitate joasa (0,91-0,93/cm3),care se obtine
fara exceptie prin procedee de tip ICI.
polietene cu densitate inalta (0,94-0,96
g/cm3),care se obtine prin procedee de tip Philips,sau,mai ales Ziegler.
A) Etena - materia prima necesara obtinerii polietenei,care are formula chimica C2H4.
este un gaz incolor la temperatura obisnuita,fara
miros,nu se dizolva in apa,in schimb e usor solubila in
alcool,acetona,benzen,amoniac.
In amestec cu aerul in proportie de 3-8 % vol,etena este
inflamabila si exploziva.Cea mai uzuala metoda de fabricare a etenei este
piroliza este un proces endotermic de transformare chimica a materiei prime sub
actiunea caldurii.In piroliza fractiunilor gazoase,ca materie prima se
utilizeaza gaze de sonda sau gaze de rafinarie bagate in etan sau propan,sau
care contin ambele hidrocarburi saturate.
Principalele produse care se obtin,prin
piroliza unei fractii gazoase de etan si propan sunt etena si in mai mica masura propena.
La piroliza
au loc,in principiu,urmatoarele
reactii :
CH3-CH2CH3 ch2=ch2+ch4
CH3-CH3 CH2=CH2-CH2
CH3-CH2-CH3 CH3-CH=CH2+H2
Piroliza etanului se conduce la 750-850° C, 0,5-2,5
at si un timp de contact (sedere in zona de reactie la cald) de 0,8-1 s.
La noi in tara functioneaza cateva unitati moderne de piroliza de mare
capacitate,la combinatele
petrochimie de la Brazi si Pitesti
pentu frabricarea etenei si propenei,utilizate in cantitati mari ca monomeri si
ca produse intermediare in sinteze organice.
B) Polietilena de presiune inalta
In prezent in tara noastra functioneaza doua
instalatii de polietilena de presiune inalta,tip ICI,la combinatele
petrochimice de la Brazi
si de la
Pitesti.
Procedeul ICI consta in polimerizaea continua
a etenei in masa,in reactoare de tip autoclava,la
temperatura de 170-250 grade si presiunea de 1.200-2.500 at. in prezenta
oxigenului drept initiatori (peroxid de lauroil,peroxid de
di-tertiar-butil,perbenzonat de tertiar-butil etc.).Etena trebuie sa aiba o
puritate avansata,de minimum 10 ppm (parti de
milion),sulf - 5 ppm,acetilena-50 ppm.
In prezenta peroxidului de di-tert-butil,de
exemplu,polimerizarea decurge radicalic,dupa schema urmatoare:
reactia de inertie (descompunerea
initiatorului in radicali liberi terti-butaxi) :
CH3 CH3 CH3
| | | .
CH3-C-O-O-C-CH3 2CH3-C-O
| | |
CH3 CH3 CH3
radical
tert-butaxi
reactia de propagare
R -(CH2CH3)4 - CH2 - CH2 + CH2=CH2 R -
.
(CH2CH2)n+1 -
CH2+CH2
r = TERTI-BUTAXI
REACTIA DE TERMINARE
..
R -(CH2CH2)n-CH2CH2+CH2-CH2-(CH2CH2)m-R'
R-(CH2CH2)n+m+R'
Partile componente ale instalatiei de
polimerizare a etenei la presiune inalta
( figura 1 ) :
1.vas de stocare a etenei
2,5,15 = filtre
3. compresor
primar
4. vas de
amestecare
6. compresor
secundar
7. reactor
8,14 = ventil de detenta
9,11 = racitoare
10. vas de
separare
12,20 - separatoare de polimer
15. buncar
16.transportor
17.extruder
18.sita
19.alimentator de granule
21. vas tampon
pentru etena recuperata
22.compresor
Figura 1
Modul
de functionare a instalatiei de polimerizare a etenei la presiune inalta ( figura 1)
Etena de puritate
mare intra la presiunea de
12,5 at in vasul 1,de unde prin filtrul 2,este aspirata de compresorul 6 prin
filtrul 5,care o comprima la 250 at.Din ultima treapta a compresorului
primar,etena intra in vasul de amestecare 4,uunde intalneste etena
recirculata.In compresorul 6 prin filtrul 5,care are rolul de a retine urmele
de polimeri inferiori din etena recirculata.In compresorul 6,amestecul de etena
este comprimat intr-o prima treapta pana la 800 at,iar apoi in treapta a doua
pana la presiuneade reactie
(1.500-2.200at).Initiatorul se introduce partial in zona superioara a
reactorului,partial prin injectare in conducta de etena care intra in zona
inferioara.
Reactia are loc cu degajare foarte mare de
caldura (850kcal/kg),care e preluata partial prin peretii reactorului si
partial de catre monomerul care se introduce rece in reactor ( cu circa 30° C ).
Din reactor,amestecul de monomer nereactionat
si polimer se evacueaza continuu prin ventilul de détenta 8 si racitorul 9 in vasul de separare 10.In
ventilul 8,presiunea in amestec este redusa la 250 at.
Etena care se separa
in vasul 10 trece prin racitoarele de polimeri inferiori 12/1,12/2.12/3 iar de
aici prin filtrul 13 se trimite in vasul 4 de amestecare cu etena proaspata,pentru a fi recirulata de compresorul secundar la polimerizare.
2. Tehnologia de obtinere a sacosei din PE
Procedeul de
obtinere a foliilor prin extrudere-suflare (figura 2 a,b ) permite obtinerea de
folii cu grosimi de ordinul micromilor pana la grosimi de ordinul zecimilor de
milimetru.Procedeul este deosebit de dezvoltat,mai
ales in deomeniul producerii foliilor din
polietilena.In figura 2 a)
este prezentata principal,instalatia de obtinere a foliilor prin
extrudere-suflare cu filiera cu ajutaj inelar in echer sau orizontal iar in figura 2 b) este prezentat un cap de extrudere-suflare
in echer.In prima faza se obtine un profil circular,sub forma de tub,care este
supus in stare de curgere unei operatii de intindere prin marirea diametrului cu
ajutorul aerului comprimat,introdus in interiorul tubului.Cu ajutorul placilor
de aplatisare 4 ,folia tubulara (pantalonul) 3 este aplatizata si preluata de
role de tragere-aplatizare 5,ca ulterior sa fie infasurata sub forma de bobina
7.Prin marirea vitezei de tragere de obtine o etirare transversala,obtinandu-se
astfel grosimea dorita a foliei.Acest proces se numeste proces de etirare
bidimensionala.
figura 2
a)
b)
a - instalatie de obtinere a foliilor prin
extrudere-suflare verticala; b - instalatie de obtinere a foliilor prin
extrudere-suflare orizontala; 1 - extruder; 2 - filiera ajutaj inelar;
3 - folie suflata; 4 - placi de aplatisare;
5 - role de tragere; 6 - rola de ghidaj; 7 - bobinare; 8 - inel de racire.
Cap de extrudere-suflare( figura 3 )
folie
1 - duza ; 2 - dorn ; 3 - cilindru;
4 - melc; 5 -
elemente de incalzire;
6 - folie suflata.
figura 3
Imprimarea cu cliseu de cauciuc (imprimarea
flexografica)
Principiul imprimarii cu cliseu de cauciuc este
redat in figura 4 .
figura 4
Cilindrul 1 primeste cerneala de la cilindrul 2,care are si
rol de omogenizare al cernelii din baia 3,pentru a se mentine uniformitatea
culorii.Cilindrul 4 pe care este montat cliseul de cauciuc,prin contact cu
cilindrul 1 la fiecare rotatie
primeste cerneala necesara imprimarii.Folia de imprimat 5 este presata pe
cilindrul 4 cu ajutorul cilindrului 6,imprimandu-se.Folia se poate imprima
intr-una sau mai multe culori,avand
cate un dispozitiv de imprimare pentru fiecare culoare.Intr-o imprimare cu mai multe culori,prima cerneala
trebuie sa fie aceea care se usuca mai repede apoi celelalte.Acest
procedeu se aplica frecvent la imprimarea f
oliilor tubulare de polietilena inainte de imbinarea lor pentru transformare in
pungi si saci.Se folosesc instalatii complet automatizate cuprinzand instalatia
de extrudere-suflare,pretrare si imprimare cu cerneluri prin procedeul
flexografi.Imbinarea foliilor subtiri se face cu electrod cald.
