1930-50 년대에는 플라스틱 산업이 활발하게 발전하여 PVC, 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 폴리아크릴 등 널리 사용되는 플라스틱들이 연이어 산업화되었다.

폴리에틸렌의 단량체 에틸렌 CH2=CH2 는 일찍이 18 연말에 네덜란드 화학자들에 의해 제조되었다. 1920 년대와 1930 년대에 석유 분해법이 출현하여 에틸렌을 대량 생산했다.

에틸렌 가스를 고체 폴리에틸렌으로 모아서 수천 개의 간단한 분자를 연결된 거대 분자로 바꾸는 것은 화학의 마법으로 화학자들이 고압이 화학반응에 미치는 영향을 연구한 결과이다.

20 세기 초 고압합성 암모니아와 기름 수소화가 성공적으로 적용된 후 화학자들은 화학반응에서 고압을 사용하는 연구에 흥미를 느꼈다. 네덜란드 화학교수인 A. Mitchill 은 3000 개의 기압에서 유기 염료를 시험 제작하려 했으나, 나중에는 20,000 개의 대기압으로 올라갔다. 193 1 년, 영국 제국 화학공업사는 3000 개의 기압에서 이원과 삼원 유기체계의 반응 효과를 연구하는 장치를 설계했다. 화학자 E.W. 포셋과 깁슨은 이 연구에 참여했다. 1933 년, 그들은170 C, 1400 기압에서 에틸렌과 벤즈알데히드의 혼합물 (C6H5CHO) 을 반응시켜 리액터 내벽에 얇은 층을 발견했다. 그래서 그들은 에틸렌으로 실험을 반복했고, 반응이 너무 심해서 설비가 파열되어 수소, 메탄, 유리탄소를 생산하지만 폴리에틸렌은 생산하지 않았다.

1935,65438+2 월까지 제국화학공업사의 다른 화학자 몇 명 (예: perrin, J.G.patton, E.G.Williams) 이 업데이트되었습니다. 실험이 시작된 후 리액터 밀봉성이 좋지 않아 압력이 점차 떨어졌지만 결과는 의외로 8g 폴리에틸렌을 얻었다. 꼼꼼하고 반복적인 연구를 통해 화학자 J.C.Swallow 는 실험의 성공이 우연이라고 생각했다. 리액터 밀봉이 좋지 않아 일부 에틸렌이 누출되었지만 소량의 산소가 유입되어 에틸렌중합에 촉매 작용을 했다.

체스터와 실험에 참여한 다른 화학자들은 공동으로 1936 호 특허를 신청했고 2007 년 9 월 6 일 비준을 받았다. 제국화학공업회사는 1939 에 시험생산을 위해 50 리터의 원자로를 건설했다. 1939 년 말까지 폴리에틸렌 생산량은 100 톤에 달했다.

제 2 차 세계대전 중 (1939- 1945) 폴리에틸렌은 군용 재료로 고주파 레이더 케이블을 생산하기 시작했다. 이런 식으로 고압 폴리에틸렌의 제조 기술은 영국의 제국 화학공업회사에서 미국의 듀폰사와 연합탄화물 회사로 이전되었다. 1943, 두 회사는 폴리에틸렌을 생산하기 시작했다.

제 2 차 세계대전 이후 축국인 독일과 일본도 폴리에틸렌 생산을 연구했지만 진전은 더디다. 제 2 차 세계대전이 막바지에 다다랐을 때 1944 년까지 독일의 법덕회사는 매월 5- 10 톤의 생산 규모에 이르렀다. 전쟁이 끝난 후, 연방 독일의 바티스트 아닐린과 소다회 공장은 영국 기술 건설 공장을 도입하여 생산했다.

일찍이 전쟁 기간 동안 일본은 격추된 미군 B29 폭격기의 레이더 피더에서 이런 유연성 있는 백랍을 발견해 눈길을 끌었다. 나중에 영국 제국 화학공업회사 특허의 폴리에틸렌으로 밝혀졌다. 당시 일본에서 고압 화학 연구에 종사했던 교토대, 오사카 대학, 덕도대 연구원 몇 명이 일본 군사당국의 의뢰를 받아 폴리에틸렌 연구팀을 조직했다. 하지만 당시 일본의 기술 조건과 물질 수준 때문에 연구에 많은 어려움을 겪었고 많은 정력을 쏟았다. 1944 까지 6.3g 폴리에틸렌 제품이 생산되지 않았습니다. 그들이 닛산 20 킬로그램의 파일럿을 설계했을 때 전쟁은 끝났다. 전쟁 후 한동안 연구개발이 중단되었지만 폴리에틸렌은 납을 케이블 커버 재료로 대체할 수 있고 해저 케이블의 절연 재료로 사용할 수 있어 일본 내 폴리에틸렌 재개발 목소리가 다시 높아지고 있다. 195 1- 1953 닛산 10 kg 의 실험 장치가 계속 연구되고 있다. 일본은 1955 까지 영국 제국 화학공업사에서 특허를 도입해 1958 부터 공업화를 시작했다. 같은 기간 일본 미쓰비시석화공사는 독일 바티스트 아닐린과 소다회 공장의 특허를 매입해 산업화를 실현했다.

고압 폴리에틸렌의 생산은 장비에 대한 요구가 높고 조작이 어려워서 화학자와 엔지니어가 저압 생산을 연구하게 한다. 1950 년대에 1953- 1954 기간 동안 미국과 독일의 화학자들은 에틸렌 저압 중합에 대한 기술 특허를 출원했다. 화학자 Standard oil Co A. zletz 는 산화탄소를 탄화수소에 용해시켜 230 ~ 270 C 와 40~80 개의 기압에서 에틸렌을 중합할 것을 제안했다. Phillips petroluem Co 화학자 J.P.Hogan 과 R.L.Banks 는 산화 크롬을 촉매제로130 ~160 C 와/KLOC 에 사용할 것을 제안했다. 독일 맥스? 막스플랑크 연구소의 화학자인 칼 지글러 (1898- 1973) 는 삼에틸 알루미늄 (Al(C2H5)3) 과 사염화티타늄 (TiCl4) 을 제안했다. 1953 의 마지막에 매우 눈에 띄는 일이 발생했다. 공기를 배제한 상태에서 삼에틸 알루미늄과 사염화티타늄을 약 2 리터의 휘발유와 비슷한 탄화수소에 동시에 붓고 100, 20, 5 개의 기압에서 에틸렌을 도입하고 섞으면 에틸렌가스가 빠르게 흡수된다. 1 시간 후, 고체 물질이 침전되어 통과되었다. 이때 더 이상 섞을 수 없다. 에탄올을 넣어 촉매제를 제거하면 생성물이 흰색으로 변한다. 여과와 건조 후 흰색 분말 폴리에틸렌을 얻습니다.

이에 따라 세계 각지의 회사들이 잇달아 지글러 특허를 매입하고 공업화 생산에 투입했다.

저압 폴리에틸렌과 고압 폴리에틸렌은 물리적 성능에서 정확히 동일하지 않습니다. 고압 폴리에틸렌은 밀도가 낮고 저밀도 폴리에틸렌이라고도 합니다. 저압 폴리에틸렌은 밀도가 높고 고밀도 폴리에틸렌이라고도 합니다.

고압 폴리에틸렌은 밀도가 낮고, 무게가 가볍고, 부드럽고, 충격에 강하며, 투명성이 좋습니다. 영화 제작, 농작물 재배, 식품 의약품 의류 등 일용품 포장에 광범위하게 적용된다. 그것은 물이 스며들지 않지만 통풍이 잘 된다. 금붕어와 물은 폴리에틸렌 박막봉지에 담았고, 봉지를 밀봉한 후 금붕어는 죽지 않는다. 저압 폴리에틸렌의 강도, 경도, 내용제성은 고압 폴리에틸렌보다 우수하며 용기는 끓여 소독할 수 있다. 폴리에틸렌포선은 절연 성능이 좋아 영하 50 C 가 경화되지 않고 마찰 강도가 높아 군사적으로 널리 사용되고 있다. 오늘날 많은 폴리에틸렌병, 대야, 약병, 분무기, 깔때기가 시장에 진출했다. 폴리에틸렌은 단섬유로도 만들 수 있는데, 끈을 만드는 것 외에 방화테이프와 비슷하다.

폴리에틸렌의 원료인 에틸렌은 공급원이 풍부하여 석유 분해로 만들 수 있다. 폴리에틸렌의 제조 공정이 짧아 박막제품을 가공할 때 가소제를 사용하지 않아 빠르게 발전하여 플라스틱 생산량 중 1 위를 차지했다.

에틸렌의 동족물인 아크릴은 먼저 독일의 화학자 J.W. Nold 가 1849- 1850 에서 붉은 파이프를 통해 얻은 것이다. 에틸렌처럼, 그것은 무색의 단맛이 나는 기체이다. 석유화학공업이 발전함에 따라 아크릴과 에틸렌처럼 석유 분해가스에서 대량으로 얻을 수 있다. 에틸렌이 고압과 저압에서 다양한 용도의 폴리에틸렌을 합성한 후 화학자들은 당연히 아크릴을 중합하면 폴리에틸렌만큼 유용하다고 생각한다. 폴리아크릴은 끈적끈적한 액체로 고체 물질이 될 수 없고 융점이 낮고 75 C 정도이므로 공업에서는 쓸모가 없고 태워야 한다.

지글러가 에틸렌 저압 중합 촉매제를 만든 후 공업 생산이든 학술 이론이든 모든 당사자들의 관심을 끌었다. 그것은 각 기업 부문의 대학과 연구기관에 매우 빠른 속도로 전파된다. 이탈리아 밀라노 공대의 화학교수인 퀴리오 나타 (1903- 1979) 가 이런 학술적 영향을 최초로 받아들였다. 그는 지글러 촉매제 중 사염화 티타늄 대신 삼염화 티타늄 (TiCl3) 으로 아크릴을 중합하면 결정화가 잘 되고 용융점이 높은 고체 폴리아크릴을 얻을 수 있다는 것을 발견했다. 폴리아크릴의 분자 구조를 연구한 후, 그는 개조된 촉매제가 폴리아크릴 분자를 규칙적으로 배열하여 폴리아크릴의 성능을 좋게 할 것이라고 확정했다. 그는 이런 개조성 촉매제를 등규 촉매제라고 부르는데, 이런 촉매제로 중합한 폴리아크릴은 바로 등규 폴리아크릴이다.

중합 후 폴리 프로필렌 장쇄 분자의 각 체인 접합에 측면 메틸기가 있습니다.

폴리아크릴 대분자의 공간 배열 위치를 보면 다음과 같은 세 가지 정렬 방법이 있습니다.

(1) 폴리 프로필렌 거대 분자의 모든 측면 기초는 주 체인 평면의 한 쪽에 있습니다.

(2) 폴리 프로필렌 거대 분자의 측면 기초는 주 체인 평면의 양쪽에 규칙적으로 번갈아 배치됩니다.

(3) 폴리 프로필렌 거대 분자의 측면 기초는 주 체인으로 구성된 평면의 양쪽에 무작위로 분포한다.

첫 번째는 아이소 메트릭 폴리 프로필렌, 두 번째는 이소 택틱 폴리 프로필렌, 세 번째는 랜덤 폴리 프로필렌입니다.

등방성 폴리아크릴은 흰색 결정가루로 용융점은165 ~170 C 로 인장 강도가 우수합니다. 그것은 몰딩되거나, 박막을 형성하거나, 가는 실로 신축될 수 있다. 그 원단은 얇고 튼튼하며 내마모성이 있으며 신축성이 풍부하다.

1957 년 이탈리아 몬테카티니는 먼저 공장, 생산 등 규칙적인 폴리아크릴, 상품명 meraklon 을 설립했다. 그런 다음 미국의 헤라클레스는 1959 에서 생산을 시작했는데, 상품명은 헤쿠란이다. 폴리에틸렌에 이어 중국도 폴리아크릴을 생산하는 공장을 지었다. 상품명은 폴리아크릴이다.

아크릴 의류, 속옷, 양말, 장갑, 가구 천, 커튼이 사람들의 가정에 들어왔다. 폴리아크릴 섬유의 주요 산업 응용은 로프, 어망, 캔버스, 호스, 포장재입니다. 그것의 우수한 내식성 때문에, 산업 필터천과 작업복으로도 쓰인다.

에틸렌과 아크릴이라는 두 가지 값싼 무색가스를 흰색 고체로 만들어 다양한 모양의 섬유, 박막, 물품을 만드는 것은 화학발명이며 지글러와 나타가 제공하는 촉매제이다. 둘 다 1963 노벨 화학상을 수상했다. 아쉽게도 둘 다 시상식에 참석하지 않았다. 지글러는 나타가 그의 연구 성과를 훔쳐 출석을 거부했다고 생각한다. 나타는 침대에 마비되어 갈 수 없다.