Номер 30, страница 189 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

6.30. В чём различие в физических свойствах полиэтилена низкого давления (ПНД) и полиэтилена высокого давления (ПВД)?

Различия в физических свойствах полиэтилена низкого давления (ПНД) и полиэтилена высокого давления (ПВД) обусловлены фундаментальными различиями в их молекулярной структуре, которые возникают из-за разных методов их синтеза. Важно отметить, что названия ПНД и ПВД относятся к давлению в процессе полимеризации, что обратно коррелирует с плотностью конечного продукта.

Молекулы полиэтилена высокого давления (ПВД), получаемого при высоком давлении и температуре, имеют сильно разветвленную структуру. Наличие многочисленных боковых ответвлений мешает макромолекулам плотно упаковываться. Это приводит к низкой степени кристалличности (40-50%), низкой плотности ($0.910–0.940 \text{ г/см}^3$), и, как следствие, к таким свойствам как мягкость, гибкость и эластичность. ПВД более прозрачен, имеет глянцевую, воскообразную на ощупь поверхность. Его температура плавления ниже (около $105–115^\circ\text{C}$), что делает его менее термостойким. Из-за менее плотной структуры он обладает большей паро- и газопроницаемостью.

Молекулы полиэтилена низкого давления (ПНД), синтезируемого при низком давлении с использованием катализаторов (например, Циглера-Натта), имеют преимущественно линейную структуру с очень малым количеством боковых цепей. Это позволяет макромолекулам располагаться упорядоченно и очень плотно друг к другу. В результате ПНД имеет высокую степень кристалличности (70-90%) и более высокую плотность ($0.941–0.965 \text{ г/см}^3$). Это делает ПНД твердым, жестким и прочным материалом с высокой прочностью на разрыв. Он менее прозрачен (матовый или полупрозрачный) и на ощупь более "сухой" и жесткий (пленка из ПНД издает характерный шуршащий звук). ПНД имеет более высокую температуру плавления ($125–135^\circ\text{C}$), что обеспечивает лучшую термостойкость. Его плотная структура также обуславливает лучшую химическую стойкость и низкую проницаемость для газов и влаги, делая его хорошим барьерным материалом.

Ответ:

Ключевое различие между ПНД и ПВД заключается в их молекулярной структуре: у ПНД она линейная, а у ПВД – разветвленная. Это определяет все остальные физические свойства. ПНД – это жесткий, прочный, более плотный ($0.941–0.965 \text{ г/см}^3$), термостойкий (температура плавления $125–135^\circ\text{C}$) и непрозрачный (матовый) материал с низкой проницаемостью для газов и влаги (примеры: канистры, трубы, шуршащие пакеты). ПВД – это гибкий, эластичный, менее плотный ($0.910–0.940 \text{ г/см}^3$), прозрачный материал с более низкой температурой плавления ($105–115^\circ\text{C}$) и высокой проницаемостью (примеры: тепличная пленка, мягкие пакеты для упаковки, крышки).