پلی اتیلن چیست ؟ ؛ پلی اتیلن سبک ، پلی اتیلن سنگین



پلی اتیلن چیست ؟

پلی‌ اتیلن‌ جزو خانواده گرمانرم ها می‌ باشد که از طریق پلیمریزاسیون گاز اتیلن ( C2H4 ) بدست می‌آیند. از طریق کاتالیست و روش پلیمریزاسیون این ماده می‌توان خواص مختلفی همچون چگالی، شاخص جریان مذاب ( MFI )، بلورینگی، درجه شاخه‌ای و شبکه‌ای شدن، وزن مولکولی و توزیع وزن مولکولی را در آن‌ها کنترل کرد.

پلیمرهای با وزن مولکولی پائین را به عنوان روان‌ کننده ( LUBRICANT ) به کار می‌برند. پلیمرهای با وزن مولکولی متوسط واکس‌هایی امتزاج پذیر ( مخلوط پذیر ) با پارافین می‌باشند و نهایتاً پلیمرهایی با وزن مولکولی بالاتر از ۶۰۰۰ در صنعت پلاستیک بیشترین حجم مصرف را به خود اختصاص می‌دهند. پلی اتیلن شامل ساختار بسیار ساده‌ای است، به‌ طوری‌ که ساده‌ تر از تمام پلیمرهای تجاری می‌باشد. یک مولکول پلی اتیلن زنجیره بلندی از اتم‌های کربن است که به هر اتم کربن دو اتم هیدروژن چسبیده‌ است.

 تقسیم‌ بندی اساسی پلی اتیلن 

( HDPE ) پلی اتیلن با دانسیته بالا ( LDPE ) پلی اتیلن با دانسیته پایین ( LLDPE ) پلی اتیلن به سبک خطی ( VLDPE ) پلی اتیلن خیلی سبک ( UHMWPE ) پلی اتیلن با وزن مولکولی بسیار بالا ( COPOLYMERS ) کوپلیمرهای اتیلن – ونیل استر ( IONOMERS ) یونیمرها ( PEX ) پلی اتیلن با اتصالات عرض ( PERT ) پلی اتیلن مقاوم به گرما تقسیم بندی می شوند. هر یک از موارد بالا خود شامل ده ها گونه مختلف می‌ باشد که هر کدام برای مصارف مختلف کاربرد دارند.

کاربرد پلی اتیلن

پلی‌ اتیلن کاربرد فراوانی در تولید انواع لوازم پلاستیکی مورد استفاده در آشپزخانه و صنایع غذایی دارد. از LDPE در تولید ظروف پلاستیکی سبک و همچنین کیسه‌های پلاستیکی استفاده می‌شود. از پلی اتیلن HDPE در تولید ظروف شیر و مایعات، انواع وسایل پلاستیکی آشپزخانه و مخازن آب پلی اتیلن کاربرد دارد. در تولید لوله‌های پلاستیکی و اتصالات لوله‌کشی معمولاً از MDPE استفاده می‌کنند.

LLDPE به دلیل بالا بودن میزان انعطاف‌ پذیری در تهیه انواع وسایل پلاستیکی انعطاف‌ پذیر مانند لوله‌هایی با قابلیت خم شدن کاربرد دارد. اخیراً پژوهش‌های فراوانی در تولید پلی اتیلن‌هایی با زنجیره بلند و دارای شاخه‌های کوتاه انجام شده‌ است. این پلی اتیلن‌ها در اصل HDPE با تعدادی شاخه‌های جانبی هستند. این پلی اتیلن‌ها ترکیبی، استحکام HDPE و انعطاف‌ پذیری LDPE را دارند.

پلی اتیلن سبک

اين نوع از پلی اتيلن دارای زنجيره شاخه دار می باشد. بنابراين زنجيره های ( LDPE ) نمی‌توانند بخوبی با يكديگر پيوند برقرار كنند و دارای نيروی بين مولكولی ضعيف و استحكام كششی كمتری است اين نوع پلی اتيلن معمولاً با روش پليمريزاسيون راديكالی توليد می‌شود. از خصوصیات پلی اتیلن سبک می توان به انعطاف‌پذیری و امکان تجزیه بوسیله میکرو ارگانیسم ها است.

پلی اتیلن به لحاظ فشردگی کم و پایین مولکولی از دانسیته پایین برخوردار است که همین امر، باعث افزایش انعطاف پذیری آن میشود که این خاصیت باعث شده بیش از پنجاه درصد از تولید این محصول در ساخت فیلم و ورق جهت مصرف در روکش های طلقی شفاف، آسترهای بسته بندی، کاورها و چمدانها مصرف گردد. همچنین جهت ساخت ظروفی مانند بطری های تحت فشار از این نوع پلیمر استفاده می شود.

پلی اتیلن سنگین

این نوع از پلی اتیلن دارای زنجیر پلیمری بدون شاخه است. پلی اتیلن سنگین جامدی سفید رنگ و مات است و فیلم‌های ترد تشکیل می دهد این پلیمرها به وسیله کاتالیزورهای بر پایه ترکیبات تیتانیوم ( زیگلر )، کاتالیزورهای بر پایه کروم ( فیلیپس ) و همچنین متالوسن تهیه می‌شوند. این پلیمرها بسیاری بلوری هستند ( ۷۰ – ۸۰ درصد ) و دمای ذوب آن‌ها حدود ۱۳۰ درجه سانتی‌گراد است. معمولا از چگالی به عنوان معیاری از درصد بلور از آلکیل‌هایی مانند آلفا الفین‌ها ( OLEFINS – A ) شامل بوتن، هگزن و اکتان به عنوان کومونومر حین پلیمر شدن استفاده می‌شود.

در این حالت شاخه‌های کوتاه در طول زنجیر اصلی پلیمر ایجاد می شود. این شاخه‌های کوچک سبب کاهش بلورینگی و سفتی پلیمر می‌شوند. و باید گفته شود که عمومی ترین و پرمصرف ترین و شاید اولین نوعی از پلاستیک ها که به وجود می آید پلی اتیلن سنگین ( HDPE ) است. زنجيره مولكولي در اين نوع پليمر، فشرده است كه همين عامل باعث افزايش دانسيته آن ميشود لذا انعطاف پذيری به شدت كاهش ميابد.

اين نوع پليمر گرچه مقاومت ضربه ای كمتری نسبت به پلی اتيلن سبک را دارد اما مقاومت آن در برابر مواد شيميايی همانند مقاومت آن در برابر تنشهای شكننده محيطی خوب است. پلی اتیلن سنگین به صورت اولیه یکدست است، خالص و غیرشفاف است، رنگی نبوده و در صورت لزوم به آنها رنگدانه اضافه می شود. این مواد در رنگ های سفید، قرمز، آبی، زرد، سبز، مشکی و حتی گاهی به رنگ مواد خام خود استفاده می شوند. عایق الکتریسیته بوده و در برابر حرارت مستقیم از بین خواهند رفت. از انواع مواد تولیدی پلی اتیلن سنگین می توان به لوله پلی اتیلن آبرسانی، فاضلابی و صنعتی، ساخت اسباب بازی، لوازم ورزشی، فيلم پلي اتيلن سنگين، ظروف آب معدنی و نوشابه خانواده و . . . را نام برد.