Was ist Ethylen?
Ethylen ist ein Kohlenwasserstoff, der aus zwei durch eine Doppelbindung verbundenen Kohlenstoffen besteht und ein Alken mit der einfachsten Struktur ist.
Es ist als Gas bei Raumtemperatur stabil, kann aber auch industriell durch thermisches Cracken von Substanzen wie Ethan, Propan und Butan oder durch Cracken von Erdölnaphtha hergestellt werden.
Anwendungen von Ethylen
Es gibt zwei Arten von Verwendungen von Ethylen: Anwendungen, bei denen Ethylen selbst verwendet wird, und Anwendungen, bei denen Ethylen als synthetisches Material für organische Verbindungen verwendet wird.
1. Anwendungen, bei denen Ethylen als solches verwendet wird
Ethylen (Gas) ist für seine verschiedenen physiologisch aktiven Wirkungen als Pflanzenhormon bekannt. Zu den spezifischen Anwendungen gehören die Reifung von Bananen und Kiwis und die Hemmung der Keimung von Kartoffeln.
Der Hauptbestandteil der Ethephonlösung, die als Pflanzenwachstumsregulator für Obstbäume und Tomaten verwendet wird, ist eine wässrige Lösung von 2-Chlorethylphosphonsäure, die sich nach dem Besprühen der Pflanzen zersetzt und Ethylen produziert, das dann als Pflanzenwachstumsregulator verwendet wird.
2. Verwendung von Ethylen als synthetisches Material
Ethylen wird als Material für verschiedene niedermolekulare und hochmolekulare Verbindungen verwendet, da es ein Kohlenwasserstoff mit einfacher Struktur und hochreaktiven Doppelbindungen ist.
Niedermolekulare Verbindungen
Ethanol, Ethylenoxid und Acetaldehyd sind typische Beispiele für niedermolekulare Verbindungen, die aus Ethylen synthetisiert werden. Für jede dieser Verbindungen gibt es folgende spezifische Verwendungszwecke:
- Ethanol: Ausgangsstoff für Kosmetika und Farben
- Ethylenoxid: Rohstoff für die Sterilisation von medizinischen Instrumenten und Ethylenglykol
- Acetaldehyd: Grundstoff für Fischkonservierungsmittel und Essigsäure
Die Monomere Vinylchlorid und Styrol, die aus Ethylen synthetisiert werden, werden durch Polymerisationsreaktionen in Polyvinylchlorid und Polystyrol umgewandelt. Die spezifischen Verwendungszwecke sind wie folgt:
- Polyvinylchlorid: Dinge des täglichen Bedarfs, Kleidung, Wasserleitungen
- Polystyrol: Teile von Haushaltsgeräten, Bauplatten, Tafelgeschirr
Polymerverbindungen
Polyethylen wird gewonnen, wenn Ethylen direkt als Monomer polymerisiert wird. Polyethylen hat ein breites Anwendungsspektrum und wird in verschiedenen Verpackungsmaterialien und Plastiktüten verwendet. Viele Materialien werden auch durch Copolymerisation von Ethylen mit anderen Monomeren gewonnen.
So ergibt die Copolymerisation mit Vinylacetat Ethylenvinylacetat (EVA), das u. a. als Klebstoff verwendet wird, und die Verseifung von EVA ergibt Ethylenvinylalkohol (EVOH), der als sauerstoffundurchlässiges Lebensmittelverpackungsmaterial verwendet wird.
Funktionsweise von Ethylen
Mit einem Schmelzpunkt von -169 °C und einem Siedepunkt von -104 °C liegt Ethylen bei Raumtemperatur als Gas vor. Ethylen hat ein spezifisches Gewicht von 0,975, das dem von Luft (spezifisches Gewicht 1) nahe kommt, und ist farblos, sodass es schwer von Luft zu unterscheiden ist.
Es ist jedoch brennbar und pyrophor und kann bei einem Brand reizende oder giftige Gase entwickeln, weshalb es mit Vorsicht zu behandeln ist.
Ethylen kommt auch in der Natur vor, und es ist bekannt, dass es in Gemüse und Obst vorkommt. Es ist ein Pflanzenhormon und hat eine Alterungsfunktion, die dazu führt, dass Gemüse und Früchte reifen und dann faulen.
Ethylen Hergestellt
Ethylen wird industriell hergestellt. Die gängigste Methode ist die Reaktion von Erdölnaphtha, das eine Vielzahl von Kohlenwasserstoffen enthält, mit Wasserdampf bei Temperaturen über 800 °C. Ethylen wird von den entstehenden Wasserstoff-, Ethylen-, Propylen- und aromatischen Verbindungen getrennt. Andere Methoden umfassen die Pyrolyse des im Schiefergas enthaltenen Ethans.