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.
یکی از پلیمرهای پرمصرف و کاربردی در صنایع گوناگون پلیاتیلن است. این پلیمر بر اساس چگالی و دانسیته به دو نوع سبک و سنگین تقسیمبندی میشود. در این مقاله قصد داریم به بررسی تفاوت پلیاتیلن سبک و سنگین بپردازیم. برای پی بردن به تفاوت بین آنها، ابتدا باید هر کدام از دو نوع پلیاتیلن سبک و سنگین را به طور کامل بشناسیم و از ویژگیها و کاربردهای آنها اطلاعات کافی داشته باشیم. پس در ادامه مقاله همراه ما باشید تا با فرق پلیاتیلن سبک و سنگین بیشتر آشنا شوید و بتوانید به راحتی آن دو را از هم تشخیص دهید.
ویژگیها و خواص هر نوع پلیاتیلن با توجه به ساختاری که دارند، متفاوت است. در زیر به توضیح خواص هر کدام به طور جداگانه میپردازیم.
پلیاتیلن سبک از چگالی پایینی برخوردار است. این نوع پلیاتیلن بسیار شفاف بوده و انعطافپذیری خوبی هم دارد. پلیاتیلن نامبرده مقاومت شیمیایی بالایی در برابر انواع اسیدها و بازها دارد. پلیاتیلن سبک همچنین در برابر نفوذ آب و رطوبت از مقاومت ایدهآلی برخوردار است. کاربرد پلیاتیلن سبک در ساخت کیسههای بستهبندی مواد غذایی، روکش پلاستیکی، فیلم و محصولات ساخته شده از طریق قالبگیری تزریقی است.
پلیمریزاسیون این نوع پلیاتیلن، در فشار و دماهای نسبتاً پایین انجام میشود. پلیاتیلن سنگین از چگالی به نسبت بالایی برخوردار است. این پلیاتیلن همچنین سفتی، دوام و مقاومت شیمیایی بالایی نیز دارد. پلیاتیلن مذکور در طیف وسیعی از رنگها از شفاف تا مات قابل تولید است. از پلیاتیلن سنگین در ساخت ظروف بستهبندی سخت، اسباببازیهای فشرده، وسایل و تجهیزات کاربردی در آشپزخانهها، لولههای مخصوص لولهکشی آب و فاضلاب، پایه مبل و تخت و سازههای کاربردی در فضای باز استفاده میشود.
قبل از این که به بحث و بررسی فرق پلیاتیلن سبک و سنگین بپردازیم، برای درک بهتر تفاوتهای پلیاتیلن سبک و سنگین، ابتدا لازم میدانیم توضیحات مختصری در مورد شباهت این دو پلیاتیلن به شما عزیزان داده شود.
هر دو نوع پلیاتیلن، از پلیمریزاسیون مولکولهای پلیاتیلن تشکیل میشوند. اگر بخواهیم به ویژگیهای مشترک هر دو نوع اشاره کنیم، میتوان موارد زیر را بیان کرد.
مولکولهای اتیلن در پلیاتیلن سبک به صورت تصادفی به یکدیگر متصل شدهاند و ساختاری نامنظم و شاخههای پیچیدهای به وجود آوردهاند. در صورتی که ساختار مولکولها در پلیاتیلن سنگین به صورت شاخههای کوتاه و منظم است. عمدتاً ساختار مولکولی هر نوع پلیمر، بر رفتار و ویژگیهای آن تأثیر بهسزایی دارد.
با وجود تمام شباهتهایی که هر دو نوع پلیمر با هم دارند اما موارد متعددی به عنوان فرق پلیاتیلن سبک و سنگین وجود دارد. این تفاوتها شامل موارد زیر است.
پلیاتیلن سبک از طریق فشرده کردن گاز مونومر اتیلن در رآکتور اتوکلاو تولید میشود. این روش تولید جهت آسان کردن فرآیند پلیمریزاسیون با اتصال مونومرها به زنجیرههای پلیمری انجام میشود. در حالی که پلیاتیلن سنگین از طریق حرارت دهی نفت در دماهای بسیار بالا قابل تولید است. این فرآیند حرارت دهی باعث آزاد شدن مونومرهای موجود در گاز اتیلن میگردد. در مرحله بعد این مونومرها در پیوند زنجیرهای قرار میگیرند و در نهایت پلیاتیلن سنگین تولید میشود.
استحکام کششی نقطه تسلیم در پلیاتیلن سبک بین ۶۴ تا ۱۴۲ کیلوگرم بر سانتیمتر مربع است؛ در حالی که این رقم در پلیاتیلن سنگین در حدود ۱۷۲ تا ۳۲۳ است. ازدیاد طول در نقطه شکست در پلیاتیلن سبک بین ۸۷ تا ۷۱۰ درصد است؛ در صورتی که ازدیاد طول در نقطه شکست پلیاتیلن سنگین بین ۴ تا ۱۰۰۰ درصد است.
پلیاتیلن سبک از پایداری محیطی ۴.۵ و پلیاتیلن سنگین از پایداری ۴۸ بهرهمند میشود. درجه سختی پلیاتیلن سبک بین ۴۰ تا ۵۶ متغیر است اما درجه سختی پلیاتیلن سنگین بین ۵۹ تا ۷۱ نوسان دارد. پلیاتیلن سبک دارای استحکام ضربهای بین ۳۵ تا ۴۴ است ولی پلیاتیلن سنگین از استحکام ضربهای بین ۰.۱ تا ۵۱.۷ برخوردار است.
از پلیاتیلن سنگین در ساخت عایقهای الکتریکی، کابلها، تولید تانکرهای حمل و نگهداری انواع سوخت، تولید بستهبندیهای پلاستیکی و بطریها استفاده میشود. در صورتی که کاربرد پلیاتیلن سبک بیشتر در تولید انواع کیسههای پلاستیکی، ظروف و اسباببازیهای پلاستیکی، قطعههای تزریقی منعطف و فیلمها است.
© تمامی حقوق برای شرکت پترو بامداد آذران محفوظ است.