Полимер — высокомолекулярное соединение, вещество с большой молекулярной массой (от нескольких тысяч до нескольких миллионов), состоит из большого числа повторяющихся одинаковых или различных по строению атомных группировок — составных звеньев, соединенных между собой химическими или координационными связями в длинные линейные (например, целлюлоза) или разветвленные (например, амилопектин) цепи, а также пространственные трёхмерные структуры.

Часто в его строении можно выделить мономер — повторяющийся структурный фрагмент, включающий несколько атомов.
Полимер образуется из мономеров в результате реакций полимеризации или поликонденсации.
Названия полимеров образуются из названия мономера с приставкой поли-:полиэтилен, полипропилен, поливинилацетат...

По отношению к нагреву полимеры подразделяют на термопластичные и термореактивные.
Термопластичные полимеры (полиэтилен, полипропилен, полистирол) при нагреве размягчаются, даже плавятся, а при охлаждении затвердевают. Этот процесс обратим.

Термореактивные полимеры на первой стадии образования имеют линейную структуру и при нагреве размягчаются, а затем, по причине протекания химических реакций, затвердевают (образуя пространственную структуру) и в дальнейшем остаются твердыми.

Полиолефины - высокомолекулярные соединения, образующиеся при полимеризации или сополимеризации ненасыщенных углеводородов - олефинов (R, R"=H, CH3, C2H5 и т.п.). Из Полиолефинов наиболее широко известны полиэтилен (R=R"=H) и полипропилен (R=H, R"=CH3).

Полиолефины характеризуются высокой степенью кристалличности, обусловливающей достаточную механическую прочность, высокими диэлектрическими показателями, устойчивостью к действию агрессивных веществ (кроме сильных окислителей, например HNO3). Однако Полиолефины обладают низкой адгезией к металлическим и др. поверхностям.
Для повышения адгезии в макромолекулы Полиолефинов (сополимеризацией или обработкой полимера) вводят полярные группы (, -СООН и др.). Это даёт возможность существенно расширить области применения Полиолефинов.

По масштабу промышленного производства и широте областей применения (плёнки и волокна, электроизоляционные покрытия, литьевые изделия и др.) Полиолефины не имеют себе равных среди термопластичных материалов.
Из производимых промышленностью Полиолефинов наряду с полиэтиленом и полипропиленом большое значение имеют также их сополимеры - этилен-пропиленовые каучуки. Это обусловлено как ценными техническими свойствами указанных Полиолефинов, так и наличием для их производства дешёвого и доступного нефтехимического сырья - этилена и пропилена.

Полипропилен — полимер пропилена (пропена).

Полипропилен получают полимеризацией пропилена в присутствии металлокомплексных катализаторов, например, катализаторов Циглера—Натта (например, смесь TiCl4 и AlR3)

Параметры, необходимые для получения полипропилена близки к тем, при которых получают полиэтилен низкого давления. При этом, в зависимости от конкретного катализатора, может получаться любой тип полимера или их смеси.

Полипропилен выпускается в виде порошка белого цвета или гранул с насыпной плотностью 0,4—0,5 г/см^(3). Полипропилен выпускается стабилизированным, окрашенным и неокрашенным.

Физико-механические свойства

В отличие от полиэтилена, полипропилен менее плотный (плотность 0,90 г/см3, что является наименьшим значением вообще для всех пластмасс), более твёрдый (стоек к истиранию), более термостойкий (начинает размягчаться при 140°C, температура плавления 175°C), почти не подвергается коррозионному растрескиванию. Обладает высокой чувствительностью к свету и кислороду (чувствительность понижается при введении стабилизаторов).

Поведение полипропилена при растяжении ещё в большей степени, чем полиэтилена, зависит от скорости приложения нагрузки и от температуры. Чем ниже скорость растяжения полипропилена, тем выше значение показателей механических свойств. При высоких скоростях растяжения разрушающее напряжение при растяжении полипропилена значительно ниже его предела текучести при растяжении.

Химические свойства

Полипропилен химически стойкий материал. Заметное воздействие на него оказывают только сильные окислители — хлорсульфоновая кислота, дымящая азотная кислота, галогены, олеум. Концентрированная 58%-ная серная кислота и 30%-ная перекись водорода при комнатной температуре действуют незначительно. Продолжительный контакт с этими реагентами при 60^(o)C и выше приводит к деструкции полипропилена.

В органических растворителях полипропилен при комнатной температуре незначительно набухает. Выше 100^(o)C он растворяется в ароматических углеводородах, таких, как бензол, толуол.

Вследствие наличия третичных углеродных атомов полипропилен более чувствителен к действию кислорода, особенно при повышенных температурах. Этим и объясняется значительно большая склонность полипропилена к старению по сравнению с полиэтиленом. Старение полипропилена протекает с более высокими скоростями и сопровождается резким ухудшением его механических свойств. Поэтому полипропилен применяется только в стабилизированном виде. Стабилизаторы предохраняют полипропилен от разрушения как в процессе переработки, так и во время эксплуатации. Полипропилен меньше, чем полиэтилен подвержен растрескиванию под воздействием агрессивных сред. Он успешно выдерживает стандартные испытания на растрескивание под напряжением, проводимые в самых разнообразных средах. Стойкость к растрескиванию в 20%-ном водном растворе эмульгатора ОП-7 при 50^(o)C для полипропилена с показателем текучести расплава 0,5—2,0 г/10 мин, находящегося в напряженном состоянии, более 2000 ч.

Полипропилен — водостойкий материал. Даже после длительного контакта с водой в течение 6 месяцев (при комнатной температуре) водопоглощение полипропилена составляет менее 0,5%, а при 60^(o)С — менее 2%.

Теплофизические свойства

Полипропилен имеет более высокую температуру плавления, чем полиэтилен, и соответственно более высокую температуру разложения. Чистый изотактический полипропилен плавится при 176^(o)C. Максимальна температура эксплуатации полипропилена 120—140^(o)С. Все изделия из полипропилена выдерживают кипячение, и могут подвергаться стерилизации паром без какого-либо изменения их формы или механических свойств.

Превосходя полиэтилен по теплостойкости, полипропилен уступает ему по морозостойкости. Его температура хрупкости ( морозостойкости) колеблется от -5 до -15^(o)С. Морозостойкость можно повысить введением в макромолекулу изотактического полипропилена звеньев этилена (например, при сополимеризации пропилена с этиленом).

Применение

Материал для производства плёнок (особенно упаковочных), тары, труб, деталей технической аппаратуры, предметов домашнего обихода, нетканых материалов и др.; электроизоляционный материал, в строительстве для вибро шумо изоляции межэтажных перекрытий в системах "плавающий пол". При сополимеризации пропилена с этиленом получают некристаллизующиеся сополимеры, которые проявляют свойства каучука, отличающиеся повышенной химической стойкостью и сопротивлением старению.

Полиэтилен — полимер этилена (этена).
Полиэтилен получают полимеризацией этилена. На обработку поступает в виде гранул от 2 до 5 мм.

Полиэтилен высокого давления (ПЭВД), или Полиэтилен низкой плотности (ПЭНП) образуется при следующих условиях:

    * температура 150—320°C;
    * давление 150—300 МПа;
    * присутствие инициатора (кислород или органический пероксид);

в автоклавном или трубчатом реакторах. Реакция идёт по радикальному механизму. Получаемый по этому методу полиэтилен имеет средневесовой молекулярный вес 80 000-500 000 и степень кристалличности 50-60 %. Жидкий продукт впоследствии гранулируют. Реакция идёт в расплаве.

Полиэтилен среднего давления (ПЭСД) образуется при следующих условиях:

    * температура около 150°C;
    * давление 3—4 МПа;
    * присутствие катализатора (катализаторы Циглера—Натта (англ.), например, смесь TiCl4 и AlR3);

продукт выпадает из раствора в виде хлопьев. Получаемый по этому методу полиэтилен имеет средневесовой молекулярный вес 300 000-400 000, степень кристалличности 80-90 %.

Полиэтилен низкого давления (ПЭНД) или Полиэтилен высокой плотности (ПЭВП) образуется при следующих условиях:

    * температура около 80°C;
    * давление ниже 4 МПа;
    * присутствие катализатора (катализаторы Циглера—Натта, например, смесь TiCl4 и AlR3);

Полимеризация идёт в суспензии по ионно-координационному механизму. Получаемый по этому методу полиэтилен имеет средневесовой молекулярный вес 80 000—3 000 000, степень кристалличности 75-85 %.

Применение

Материал для производства плёнок (особенно упаковочных), тары, труб, деталей технической аппаратуры, диэлектрических антенн, предметов домашнего обихода и др.; электроизоляционный материал.
Малотоннажная марка полиэтилена - так называемый "сверхвысокомолекулярный полиэтилен", отличающийся отсутствием каких-либо низкомолекулярных добавок, высокой линейностью и молекулярной массой, используется в медицинских целях в качестве замены хрящевой ткани суставов.
Несмотря на то, что он выгодно отличается от ПЭНД и ПЭВД своими физическими свойствами, применяется редко из-за трудности его переработки, так как обладает низким ПТР и перерабатывается только литьём.

Экструдер (от лат. extrudo — выталкиваю), машина для размягчения (пластикации) материалов и придания им формы путем продавливания через профилирующий инструмент (т. н. экструзионную головку), сечение которого соответствует конфигурации изделия.
Процесс переработки материалов в экструдере называется экструзией.
В Экструдере получают главным образом изделия из термопластичных полимерных материалов, используют их также для переработки резиновых смесей (в этом случае Экструдер часто называют шприц-машиной).
С помощью Экструдера изготовляют пленки, листы, трубы, шланги, изделия сложного профиля и др., наносят тонкослойные покрытия на бумагу, картон, ткань, фольгу, а также изоляцию на провода и кабели.
Экструдер применяют, кроме того, для получения гранул, подготовки композиций для каландрирования, формования металлических изделий и других целей.

  Экструдер состоит из нескольких основных узлов: корпуса, оснащенного нагревательными элементами; рабочего органа (шнека, диска, поршня), размещенного в корпусе; узла загрузки перерабатываемого материала; силового привода; системы задания и поддержания температурного режима, других контрольно-измерительных и регулирующих устройств.
По типу основного рабочего органа (органов) Экструдеры подразделяют на одно- или многошнековые (червячные), дисковые, поршневые (плунжерные) и др.

  Экструзионная головка состоит из обогреваемого корпуса, который крепится к Экструдеру, и формующего инструмента с отверстием, например в виде сужающейся к центру щели (при получении листов, пленок) или кольцевого канала (при изготовлении труб или других изделий круглого сечения).

Экструзия (технологический процесс) — метод и процесс получения изделий из полимерных материалов (резиновых смесей, пластмасс, крахмалсодержащих и белоксодержащих смесей) путем продавливания расплава материала через формующее отверстие в экструдере.