از ظروف پلاستیکی، بطریها، کیسهها گرفته تا اسباب بازیهای پلاستیکی. به هر کجا که نگاه کنیم محصولات پلاستیکی زیادی میبینیم که از پلی اتیلن ساخته شده است. پلی اتیلن یکی از محبوبترین مواد گرمانرم است که امروزه در دسترس است و در بسیاری از صنایع برای ساخت و تولید محصولات متنوع مورد استفاده قرار میگیرد. اما ، پلی اتیلن چیست؟ از چه چیزی ساخته شده است؟ چگونه پلی اتیلن را پردازش کنیم؟
پلی اتیلن یک ترموپلاستیک سبک وزن و بادوام با ساختار متغیر کریستالی است. این ماده یکی از پلاستیکهای پرمصرف در جهان است (به طوری که سالانه دهها میلیون تن از این ماده در سراسر جهان تولید میشود). از پلی اتیلن در مصارف مختلف برای فیلمها، لولهها، قطعات پلاستیکی و … در صنایع مختلف (بستهبندی، خودرو، برق و غیره) استفاده میشود. پلی اتیلن از پلیمریزاسیون مونومر اتیلن (یا اتن) ساخته میشود. فرمول شیمیایی پلی اتیلن(C2H4) است.
پلی اتیلن با افزودن یا پلیمریزاسیون رادیکال مونومرهای اتیلن (الفین) ساخته میشود. (فرمول شیمیایی اتن – C2H4). برای انجام پلیمریزاسیون پلی اتیلن از کاتالیزورهای زیگلر-ناتا و متالوسن استفاده میشود.
پلی اتیلن از خانواده پلیمرهای پلی الفین است و بر اساس تراکم و شاخه طبقه بندی میشود. متداولترین انواع پلی اتیلن عبارتند از:
پلی اتیلنهای شاخهای که به دو دسته زیر تقسیمبندی میشوند:
پلی اتیلن با چگالی کم (LDPE)
پلی اتیلن خطی با چگالی کم (LLDPE)
پلی اتیلنهای خطی خود به دو دسته مختلف تقسیمبندی میشوند:
پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE)
پلی اتیلن با وزن مولکولی فوق العاده بالا (UHMWPE)
پلی اتیلن متقاطع (PEX یا XLPE)
علاوه بر دستهبندی ذکر شده در بالا، پلی اتیلن در انواع دیگر نیز موجود است مانند:
پلی اتیلن با چگالی متوسط (MDPE)
پلی اتیلن با چگالی بسیار کم (VLDPE)
پلی اتیلن با وزن مولکولی بالا (HMWPE)
پلی اتیلن فوق العاده کم وزن مولکولی (ULMWPE)
پلی اتیلن کلردار (CPE)
پلی اتیلن سبک یا پلی اتیلن با چگالی کم یا LDPE مخفف Low Density Poly Ethelene، یک پلیمر نیمه سخت و نیمه شفاف است. این نوع پلی ایتیلن در مقایسه با HDPE، دارای درجه بالاتری از شاخههای زنجیرهای جانبی کوتاه و بلند است. پلی اتسلن سبک در فشار بالا در بازه ۱۰۰۰-۳۰۰۰ بار و در بازه دمایی ۸۰-۳۰۰ درجه سانتیگراد از طریق فرآیند پلیمریزاسیون رادیکال آزاد تولید می شود. LDPE از ۴۰۰۰ تا ۴۰،۰۰۰ اتم کربن تشکیل شده است که دارای شاخههای کوتاه زیادی است.
دو فرآیند اساسی که برای تولید پلی اتیلن با چگالی کم استفاده می شود:
مسیرهای اتوکلاو یا لوله ای همزن.
راکتور لولهای. که این روش به دلیل سرعت بالای تبدیل اتیلن، نسبت به مسیر اتوکلاو اولویت پیدا کرده است.
ترموپلاستیک الاستومرها (TPEs)، گاهی اوقات به عنوان لاستیک های گرمانرم شناخته که معمولا ترکیبی از دو یا چند پلیمر یا انواع خاصی از کوپلیمرهای بلوکی هستند. این الاستومرها مزایای عملکردی لاستیک را همراه با فرآیندپذیری آسان پلاستیک ها دارا می باشند اما نسبت به هر دو نوع ماده تنوع بیشتری دارند.
TPEها معمولا از کوپلیمرهای دو بلوکی (AB) با یک بلوک مهار کننده و یک بلوک انعطاف پذیر یا کوپلیمرهای 3 بلوکی (ABA) که دارای یک بخش سخت در هر انتهای پلیمر الاستومر می باشند، تشکیل شده اند. دیگر انواع TPEها شامل شاخه دار و ستاره ای شکل (A-B)n و ترکیبی از این دو نوع می باشد.
ترموپلاستیک الاستومرها جایگزین مناسبی برای لاستیک های گرماسخت (ترموست) هستند، فرآیند پذیری این کامپاندها مانند ترموپلاستیک ها است. از مزیت های ترموپلاستیک الاستومرها نسبت به لاستیک های ترموست می توان به موارد زیر اشاره کرد:
فرآیند پذیری آسان تر با تعداد مراحل کمتر، زمان تولید کوتاه تر، فرآیند کامپاندینگ کمتر یا بدون داشتن این فرآیند
امکان استفاده مجدد از ضایعات به روش ترموپلاستیک ها و مصرف انرژی کمتر
زمان قالب گیری کمتر، کنترل کیفیت بهتر و تلورانس نزدیک تر به قطعه نهایی به دلیل پردازش و فرمولاسیون آسان تر
هزینه کنترل نهایی کمتر به دلیل قابلیت بازیابی و دوام خواص ترموپلاستیک الاستومرها
هزینه حجمی پایین تر به دلیل دانسیته کم تر ترموپلاستیک الاستومرها از کامپاندهای لاستیک
TPE ها براساس ترکیبات شیمیایی طبقه بندی می شوند. 5 دسته مهم TPE ها تقسیم می شوند که شامل :
کوپلیمرهای بلوکی استایرنی ها (SBCs)
ترموپلاستیک پلی یورتان ها (TPUs)
کوپلی استرها (COPEs)
کوپلی آمیدها (COPAs)
کو پلی اولفین ها (TPOs)
این کوپلیمرها اغلب با دیگر پلیمرها ترکیب می شوند و مواد افزودنی شامل روغن، پرکننده و دیگر افزودنی ها برای بهبود و اصلاح خواص محصولات استفاده می شوند.
ترموپلاستیک الاستومر (TPE)
ترموپلاستیک الاستومر (TPE)
کوپلیمرهای بلوکی استایرنی (SBCs)
کوپلیمر های بلوکی استایرنی از بلوک های استایرنی (بخش سخت) و یک دی ان با وزن مولکولی کم (بخش الاستومری نرم) مانند پلی بوتادی ان، پلی ایزوپرن یا پلی اتیلن-بوتیلن تشکیل شده اند.
SEBS محصولی است که از هیدروژناسیون SBS تولید می شود. این محصول مانند لاستیک رفتار میکند بدون این که حتی تحت ولکانیزاسیون قرار گیرد. از جمله خواص این ماده می توان به موارد زیر اشاره کرد:
استحکام مکانیکی و انعطاف پذیری بالا
مقاومت در برابر اشعه فرابنفش
فرآیند پذیری آسان
مقاومت در برابر روغن و شرایط محیطی
الاستومر SEBS اغلب با دیگر پلیمرها مخلوط شده تا خواص و عملکرد محصول را افزایش دهد. مهم ترین کاربرد این محصول موارد زیر می باشد:
چسب های حساس به فشار
اصلاح کننده ضربه برای ترموپلاستیک های مهندسی
زیره کفش
اصلاح کننده قیر برای سطح آسفالت و ایزوگام
ترموپلاستیک پلی یورتان ها (TPUs)
بخش های سخت و نرم TPU از واکنش یک دی ایزوسیانات با یک پلی استر یا پلی اتر دی ال (بسط دهنده زنجیر) تشکیل می شوند.
از جمله خواص این الاستومرها می توان به موارد زیر اشاره کرد:
ترموپلاستیک الاستومرهای ارزان قیمت
دارای استحکام کششی و استحکام ضربه ای مطلوب
انعطاف پذیری مناسب در دماهای پایین و الاستیسیته خوب
مقاومت مطلوب در برابر حلال های آلیفاتیک، سوخت، روغن های پایه نفتی
مقاومت مطلوب در برابر سایش، ازن و عوامل محیطی
خواص TPU ها را می توان با انتخاب بلوک میانی الاستیک نرم (اتر یا استر پلی ال) و بلوک های انتهایی سخت با توجه نوع ایزوسیانات در طیف وسیعی تغییر داد.
کوپلی استرها (COPEs)
کوپلی استرها به عنوان کوپلیمرهای بلوک پلی اتر-استر TPC-ET نیز شناخته می شوند، که از یک پلی استر کریستالی سخت و یک بلوک پلی اتر آمورف نرم با زنجیره بلند تشکیل شده اند. COPEها خواص عالی الاستومر هایی با کارایی بالا را با خواص پلاستیک های پلی استر ترکیب می کنند. از جمله خواص این نوع TPEها موارد زیر می باشند:
انعطاف پذیری عالی (درجه حرارت پایین)
دارای مقاومت عالی در برابر شرایط محیطی، مواد شیمیایی، سایش، حرارت دارا می باشند که به مراتب بهتر از لاستیک های رایج می باشند.
خواص این گروه را نیز می توان با تغییر نسبت و نوع بخش های سخت و نرم در محدوده وسیعی تغییر داد.
کوپلی آمیدها (COPAs)
کوپلیمرهای بلوکی پلی آمید شامل: کوپلیمرهای بلوکی پلی استر-آمید، پلی اتر-استر-آمید یا پلی اتر آمید هستند که بلوک های پلی آمید قسمت سخت ماده (ترموپلاستیک) را تشکیل می دهد در حالی که بلوک های پلی استر یا پلی اتر ماتریس الاستومری نرم را تشکیل می دهند. COPA ها در مقایسه با سایر TPEها دمای کاربری بالاتری دارند که دلیل آن پیوند هیدروژنی قوی در بخش آمیدی ماده می باشد. از جمله خواص این گروه می توان به موارد زیر اشاره داشت:
خزش کم و افزایش مقاومت در برابر پیرسازی حرارتی
بهبود مقاومت در برابر حلال
دمای عملیاتی بالا
این کوپلیمرها بسته به بلوک میانی و بلوک های آمیدی خواص عملیاتی را تا حدود دما 175-150 درجه سانتی گراد حفظ می کنند.
کو پلی اولفین ها (TPOs)
ترکیبات ترموپلاستیک پلی اولفین ها، معمولا از لاستیک اتیلن پروپیلن (EPR) یا اتیلن پروپیلن دی ان مونومر (EPDM) به عنوان جز الاستومری و پلی پروپیلن به عنوان جز ترموپلاستیک تشکیل شده است. سایر پلیمرهایی که گاهی در ترکیبات TPO استفاده می شوند عبارت اند از: الفین های ارزان قیمت (LDPE،HDPE ،LLDPE ،EVA، EEA و EMA) می باشد.
TPOها الاستومرهایی ارزان قیمت هستند که در میان ترموپلاستیک های الاستومری عملکرد پایینی دارند. این گروه معمولا در مواقعی استفاده می شوند که دمای کاربری آن ها پایین باشد و مقاومت به سیال خوبی هم مورد نیاز محصول نهایی نباشد، همچنین سطح خزش بالایی را قادر به تحمل دارد.
کاربرد های ترموپلاستیک الاستومرها را می توان به 6 دسته کلی و مهم زیر تقسیم کرد:
لوازم خانگی
صنعت خودرو
صنایع کیف و کفش
صنایع الکتریکی
تجهیزات ورزشی
تجهیزات پزشکی
ترموپلاستیک الاستومرها
لوازم خانگی
ازجمله کاربردهای TPEها در صنعت لوازم خانگی موارد زیر می باشد:
درب های ظروف نگهداری مواد غذایی و آسان باز شو ظروف، فلاسک
نوار درب های یخچال و فیزر
لوازم جانبی جاروبرقی مانند شلنگ ها و سایر موارد
بخش نرم دسته ابزارهای آشپزخانه
ترموپلاستیک الاستومرها
صنعت خودرو:
رویه پدال های خودرو
داشبورد و ایربگ
پوشش لوله های هوا و شلنگ های خودرو
نوارهای آب بندی
پوشش بدنه داخلی خودرو، کاپوت، چراغ و سایر موارد
ترموپلاستیک الاستومر (TPE) TPE AUTO
صنعت کیف و کفش:
زیره کفش های طبی، کفی میانی و سایر قسمت های کفش
کیف
ترموپلاستیک الاستومرها
صنایع الکتریکی
پوشش انواع سیم ها و کابل ها
پوشش قسمت های نرم دستگیره ها، ابزار های صنعتی و برقی
انواع پریزهای برق
نوارهای آب بندی اطراف جعبه فیوز
کاورهای کلید
پوشش های بر روی اهم متر و کلید های کنترلی و سایر موارد.
ترموپلاستیک الاستومر (TPE) tpe electric
تجهیزات ورزشی:
حلقه های ورزشی
انواع کش های فیتنس
لوازم جانبی دوچرخه
دسته راکت های تنیس، بدمینتن و سایر موارد
چرخ های اسکیت و اسکوتر
لوازم جانبی شنا و غواصی
ترموپلاستیک الاستومرها
تجهیزات پزشکی
دسته، قسمت های ژلی و نرم مسواک
شلنگ و واشرهای سرنگ
کیسه های هوا
لوله های ساکشن
آنژوکت
© تمامی حقوق برای شرکت پترو بامداد آذران محفوظ است.