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.
اطلاعاتی که از قبل راجع به آزمون نرخ جریان مذاب MFR یا شاخص جریان مذاب MFI داشته اید، با روند کلی این تست مهم در صنعت پلیمر و پلاستیک ها آشنا شده اید.
همانطور که از نام این تست مشخص است، هدف از انجام تست ام اف آی یا ام اف آر، MFI یا MFR، تعیین مشخصه ای از حرکت و رفتار مذاب پلیمری است که در فرایند پذیری آن پلیمر یا پلاستیک بسیار فاکتور مهمی می باشد. به صورت کلی شاید مهمترین وجه شناخت فرایند و فرایند پذیری یک پلیمر بررسی رفتار آن پلیمر در حالت مذاب است. که یکی از اولیه ترین، ساده ترین و در عین حال پر اهمیت ترین آزمون هایی که روی پلیمر ها انجام می شود، تست MFI یا MFR می باشد که توسط دستگاهی به همین نام یعنی دستگاه اندازه گیری MFI یا MFR ارزیابی می شود.
در صنایعی مانند صنعت تزریق پلاستیک این مشخصه MFI یا MFR خود را علاوه بر خواص فیزیکی مکانیکی در پر شدن قالب نشان می دهد و اگر در بازه مناسبی قرار نگیرد می تواند منجر به بروز مشکلاتی شود که در این مقاله می توانید به جزییات بیشتری دسترسی پیدا نمایید. اگر MFI مواد مورد استفاده در فرایند تزریق خیلی بالا باشد، منجر به پدیده فلش می شود. اگر مقدار MFI یا MFR بسیار پایین باشد، احتمالا مواد سیالیت مناسبی نداشته و نمی تواند همه نقاط قالب را به درستی پر کند.
در فرایندهای پیوسته مانند تولید فیلم و ورق نیز ویژگی و تست MFI یا MFR از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. به عنوان مثال در فرایند تولید فیلم پلاستیکی به روش دمشی یا Film Blowing اگر ام اف ای خیلی کم باشد، عمل دمش و ساخت حباب با مشکلات زیادی مواجه خواهد شد. و یا اگر مقدار MFI بیش از حد بالا باشد، مشکلاتی مانند ناپایداری حباب را به وجود خواهد آورد.
یا در فرایند تولید فیلم و ورق به روش فیلم کستینگ Casting، اگر مقدار MFR یا MFI خیلی پایین باشد، مواد قابلیت حرکت به کناره های قالب را نخواهند داشت و ممکن است تولید فیلم یا ورق در کناره های قالب به مشکل بر بخورد. و اصطلاحا مواد تمام عرض قالب را پر نکند. در سمت مقابل اگر ام اف ای از مقدار مناسبی بیشتر باشد، سبب می شود تا کنترل مواد در فرایند و قالب سخت تر شده، و منجر به افت خواصی از فیلم مانند استحکام کششی و پارگی شود
اولین موضوعی که باید مورد ارزیابی قرارگیرد، مواد مورد استفاده است. واحد کنترل کیفیت پس از تست MFR باید سراغ مواد اولیه مورد استفاده رفته و صحت آنان را بررسی نماید. روال درست این است که کلیه مواد ورودی به واحد تولیدی بلافاصله مورد ارزیابی قرار گیرد و یکی از مواردی که در ارزیابی پلاستیک ها اهمیت بالایی دارد، MFR یا MFI می باشد. پس اگر از صحت مواد اولیه پلیمری اطمینان حاصل کرد و همچنین مطمین هستید که مواد صحیحی وارد دستگاه شده اند باید سیستم دوزینگ یا وزن کشی مواد اولیه را مورد ارزیابی قرار دهید.
این بدین معناست که اگر در کامپاند تولیدی، از چند پلیمر و یا مواد معدنی مانند کلسیم کربنات یا تالک استفاده می کنید باید مطمین شوید نسبت های ریخته شده از آن ها درست بوده یا خیر.
در مرحله بعدی، شرایط فرایندی و محیطی را بررسی نمایید. همانطور که در بخش “همه چیز در رابطه با پلیمر پلی پروپیلن” مطالعه نموده اید، پلی پروپیلن یک پلیمر و پلاستیک خطی است. و در اثر حرارت بیش از حد زنجیره های آن تخریب شده و به طول های کوچک تر می شکنند. این می تواند سبب کاهش ویسکوزیته و بالا رفتن MFI شود و در نتیجه آن خواص مکانیکی محصول دچار تغییرات اساسی خواهد شد.
اما حرارت بیش از حد به پلیمر چگونه وارد شده است؟ پاسخ سوال را باید در خط تولید خود بیابید. آیا دمای فرایند توسط اپراتور افزایش پیدا کرده است؟ آیا المنت ها و ترموکوپل های موجود در خط دچار مشکل شده اند و به تبع آن حرارت بیش از حد به پلیمر وارد و آن را تخریب کرده است؟ آیا کاهش چشم گیری در سرعت خط داشته اید که سبب افزایش زمان اقامت مواد در اکسترودر و در نتیجه تخریب آن شده است؟
© تمامی حقوق برای شرکت پترو بامداد آذران محفوظ است.