پلی اتیلن (PE) - راهنمای کامل
از ظروف پلاستیکی ، بطری ها ، کیسه ها تا اسباب بازی های پلاستیکی ؛ در هر جایی که نگاه می کنیم ، بیشتر اقلام پلاستیکی ساخته شده از پلی اتیلن را می بینیم! این یکی از محبوب ترین مواد ترموپلاستیکی است که امروزه در دسترس است ... اما ، پلی اتیلن چیست؟ از چه چیزی تشکیل شده است؟ چگونه PE را پردازش کنیم؟ برای چه الزاماتی ماده انتخابی است؟ در این راهنمای کامل پلی اتیلن ، پاسخ همه این سوالات و بسیاری دیگر را دریافت کنید!
پلی اتیلن چیست و چگونه ساخته می شود؟
پلی اتیلن یک ترموپلاستیک سبک و بادوام با ساختار کریستالی متغیر است. این یکی از پرکاربردترین پلاستیک ها در جهان است (سالانه ده ها میلیون تن در سراسر جهان تولید می شود). پلی اتیلن(تولید شده توسط پارس پلیمر ) در موارد مختلف برای فیلم ، لوله ، قطعات پلاستیکی ، ورق و غیره در بازارهای مختلف (بسته بندی ، خودرو ، برق و غیره) استفاده می شود.
پلی اتیلن از پلیمریزاسیون مونومر اتیلن (یا اتن) ساخته می شود. فرمول شیمیایی پلی اتیلن (C2H4) n است.
پلی اتیلن با افزودن یا پلیمریزاسیون رادیکال مونومرهای اتیلن (الفین) ساخته می شود. (فرمول شیمیایی اتن - C2H4).
برای انجام پلیمریزاسیون پلی اتیلن از کاتالیزور زیگلر-ناتا و متالوسن استفاده می شود
انواع رایج پلی اتیلن (PE)
PEمتعلق به خانواده پلیمرهای پلی الفین است و بر اساس چگالی و انشعاب آن طبقه بندی می شود. رایج ترین انواع پلی اتیلن عبارتند از:
نسخه های شاخه ای
پلی اتیلن با چگالی کم (LDPE)
پلی اتیلن خطی با چگالی کم (LLDPE)
نسخه های خطی
پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE)
پلی اتیلن با وزن مولکولی بسیار بالا (UHMWPE)
پلی اتیلن متقاطع (PEX یا XLPE)
علاوه بر این PE در انواع دیگر نیز موجود است مانند: (در این راهنما به تفصیل مورد بحث قرار نگرفته است)
پلی اتیلن با چگالی متوسط (MDPE)
پلی اتیلن با چگالی بسیار کم (VLDPE)
پلی اتیلن با وزن مولکولی بالا (HMWPE)
پلی اتیلن با وزن مولکولی بسیار کم (ULMWPE)
پلی اتیلن کلر (CPE)
پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE)
پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE) یک ترموپلاست مقرون به صرفه(ساخت پارس پلیمر) با ساختار خطی و بدون درجه یا انشعاب کم است. در دمای پایین (70-300 درجه سانتی گراد) و فشار (10-80 بار) تولید می شود و از یکی از موارد زیر مشتق شده است:
اصلاح گاز طبیعی (متان ، اتان ، مخلوط پروپان) یا شکست کاتالیزوری نفت خام به بنزین
HDPE عمدتا با استفاده از دو تکنیک تولید می شود: پلیمریزاسیون دوغاب یا پلیمریزاسیون فاز گاز.
پلی اتیلن با چگالی بالا انعطاف پذیر ، شفاف/مومی ، مقاوم در برابر آب و هوا است و در دمای بسیار پایین چقرمگی را نشان می دهد.
خواص پلی اتیلن با چگالی بالا
HDPE نقطه ذوب: 120-140 درجه سانتی گراد
تراکم HDPE: 0.93 تا 0.97 g/cm3
پلی اتیلن با چگالی بالا مقاومت شیمیایی:
مقاومت عالی در برابر اکثر حلالها
مقاومت بسیار خوبی در برابر الکل ، اسیدهای رقیق و قلیاها دارد
مقاومت متوسط در برابر روغن و گریس
مقاومت ضعیف در برابر هیدروکربن ها (آلیفاتیک ، معطر ، هالوژنه)
دمای پیوسته: -50 تا 60 درجه سانتی گراد ، مواد نسبتاً سفت با قابلیت های دمای مفید
استحکام کششی بالاتر در مقایسه با سایر اشکال پلی اتیلن
پلیمر کم هزینه با قابلیت پردازش خوب
مقاومت خوب در دمای پایین
خواص عایق الکتریکی عالی
جذب آب بسیار کم
مطابق FDA
معایب HDPE
مستعد ترک خوردگی است
سختی کمتری نسبت به پلی پروپیلن دارد
ضعیف در برابر اشعه ماوراء بنفش و حرارت کم
جوشکاری و اتصال با فرکانس بالا غیرممکن است
با این حال ، مقاومت در برابر هوازدگی HDPE را می توان با افزودن افزودنی های جذب کننده کربن سیاه یا جذب UV بهبود بخشید. سیاه کربن همچنین به تقویت مواد کمک می کند.
کاربردهای پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE)
ترکیب عالی خواص ، HDPE را به ماده ای ایده آل در کاربردهای مختلف در صنایع تبدیل می کند. می توان آن را بر اساس الزامات استفاده نهایی مهندسی کرد.
برخی از کاربردهای عمده پلی اتیلن با چگالی بالا عبارتند از:
کاربردهای بسته بندی - پلی اتیلن- پارس پلیمر- با چگالی بالا در چندین بسته بندی از جمله جعبه ، سینی ، بطری های شیر و آب میوه ، سرپوش بسته بندی مواد غذایی ، قوطی های جری ، طبل ، ظروف فله صنعتی و غیره استفاده می شود. استحکام - قدرت.
کالاهای مصرفی - هزینه کم و پردازش آسان HDPE را به عنوان یک ماده انتخابی در چندین کالای خانگی/ مصرفی مانند ظروف زباله ، لوازم خانگی ، جعبه یخ ، اسباب بازی و غیره تبدیل می کند.
الیاف و منسوجات - به دلیل استحکام کششی بالا ، HDPE به طور گسترده ای در طناب زدن ، تورهای ماهیگیری و ورزشی ، تورهای مصارف کشاورزی ، پارچه های صنعتی و تزئینی و غیره استفاده می شود.
سایر کاربردهای HDPE شامل لوله ها و اتصالات (لوله های گاز ، آب ، فاضلاب ، زهکشی ، خروج دریا ، کاربرد صنعتی ، حفاظت از کابل ، پوشش لوله های فولادی ، محفظه های بازرسی بزرگ و منهول های فاضلاب لوله و غیره) به دلیل مقاومت عالی در برابر مواد شیمیایی است. و هیدرولیز ، خودرو - مخازن سوخت ، سیم کشی و کابل - ورق انرژی ، کابل های مخابراتی.
پلی اتیلن با چگالی پایین (LDPE)
پلی اتیلن با چگالی پایین (LDPE) یک پلیمر نیمه سفت و نیمه شفاف است. در مقایسه با HDPE ، دارای درجه بالاتری از انشعاب کوتاه و بلند زنجیره جانبی است. -پارس پلیمر-در فشار بالا (1000-3000 بار ؛ 80-300 درجه سانتی گراد) از طریق فرآیند پلیمریزاسیون رادیکال آزاد تولید می شود.
LDPE از 4000 تا 40.000 اتم کربن با شاخه های کوتاه متعدد تشکیل شده است.
دو فرآیند اساسی برای تولید پلی اتیلن با چگالی پایین مورد استفاده قرار می گیرد: اتوکلاو هم زده یا مسیرهای لوله ای. راکتور لوله ای به دلیل نرخ تبدیل اتیلن بالاتر ، بر مسیر اتوکلاو ترجیح داده است.
خواص پلی اتیلن با چگالی کم
نقطه ذوب LDPE: 105 تا 115 درجه سانتی گراد
تراکم LDPE: 0.910-0.940 g/cm3
مقاومت شیمیایی LDPE:
مقاومت خوبی در برابر الکل ها ، قلیاها و اسیدهای رقیق شده دارد
مقاومت محدود در برابر هیدروکربنهای آلیفاتیک و معطر ، روغنهای معدنی ، عوامل اکسید کننده و هیدروکربنهای هالوژنه
مقاومت در برابر دما تا 80 درجه سانتیگراد به طور مداوم و 95 درجه سانتی گراد برای زمانهای کوتاهتر.
پلیمر کم هزینه با قابلیت پردازش خوب
استحکام ضربه بالا در دمای پایین ، آب و هوا خوب است
خواص عایق الکتریکی عالی
جذب آب بسیار کم
مطابق FDA
شفاف در فرم فیلم نازک
معایب LDPE
مستعد ترک خوردگی است
استحکام کم ، سفتی و حداکثر دمای سرویس. این امر استفاده از آن را در برنامه هایی که نیاز به دمای شدید دارند محدود می کند.
نفوذ پذیری بالای گاز ، به ویژه دی اکسید کربن
مقاومت ضعیف در برابر اشعه ماوراء بنفش
به شدت قابل اشتعال
جوشکاری و اتصال با فرکانس بالا غیرممکن است
کاربردهای پلی اتیلن با چگالی کم (LDPE)
پلی اتیلن-پارس پلیمر- با چگالی پایین (LDPE) عمدتا در مورد تولید ظروف ، توزیع بطری ها ، بطری های شستشو ، لوله ها ، کیسه های پلاستیکی برای قطعات رایانه و تجهیزات آزمایشگاهی مختلف استفاده می شود. محبوب ترین کاربرد پلی اتیلن با چگالی پایین کیسه های پلاستیکی است.
بسته بندی - به دلیل هزینه کم و انعطاف پذیری خوب ، LDPE در صنعت بسته بندی برای بطری های دارویی و فشرده سازی ، درپوش و بسته ، آشکار دستکاری ، آستر ، کیسه زباله ، فیلم برای بسته بندی مواد غذایی (یخ زده ، کالاهای خشک و غیره) ، لمینت استفاده می شود. و غیره.
لوله ها و اتصالات - پلی اتیلن با چگالی پایین برای تولید لوله های آب و شیلنگ برای لوله ها و اتصالات به دلیل خاصیت پلاستیسیته و جذب کم آب استفاده می شود.
سایر کاربردها شامل کالاهای مصرفی - لوازم خانگی ، اسباب بازی های انعطاف پذیر ، فیلم های کشاورزی ، سیم کشی و کابل ها - عایق های زیر رسانا ، روکش کابل است.
پلی اتیلن چگالی کم خطی (LLDPE)
LLDPE با پلیمریزاسیون اتیلن (یا مونومر اتان) با 1-بوتن و مقادیر کمتر 1-هگزن و 1-اکتن ، با استفاده از کاتالیزورهای زیگلر-ناتا یا متالوسن تولید می شود. از نظر ساختاری شبیه LDPE است.
ساختار LLDPE دارای ستون فقرات خطی با شاخه های کوتاه و یکنواخت است (برخلاف شاخه های بلندتر LDPE). این شاخه های کوتاه می توانند در طول کشیدن بدون درگیر شدن مانند LPDE در مقابل یکدیگر قرار بگیرند.
در سناریوی امروزی ، پلی اتیلن خطی کم چگالی (LLDPE) در جایگزینی پلی اتیلن با چگالی پایین بسیار موفق بوده است.
خواص LLDPE
بسیار انعطاف پذیر با قدرت ضربه بالا
رنگ شیری شفاف و طبیعی
عالی برای بافرهای ملایم و قوی ، مقاومت شیمیایی خوب
بخار آب و خواص مانع الکل
مقاومت در برابر ضربه
برنامه های کاربردی LLDPE:
مناسب برای انواع برنامه های فیلم مانند فیلم عمومی ، فیلم کششی ، بسته بندی پوشاک ، فیلم کشاورزی و غیره
مزایای فیلم های پلی اتیلن
فیلم های پلی اتیلن بدون کربن و دی اکسید کربن و آب می سوزند. در این فرایند هیچ دود یا گاز سمی وجود ندارد و هیچ گونه سیلندری تولید نمی شود
فیلم های PE حاوی هیچ گونه نرم کننده و فلزات سنگین نیستند.-پارس پلیمر- آنها از نظر فیزیولوژیکی بی ضرر هستند
در تولید فیلم های PE هیچ آلودگی بو و فاضلاب تولید نمی شود
پلی اتیلن با وزن بالا-مولکولی (UHMWPE)
پلی اتیلن با وزن مولکولی یا UHMWPE دارای وزن مولکولی حدود 10 برابر بیشتر (معمولاً بین 3.5 تا 7.5 میلیون آمو) از رزین های پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE) است. با استفاده از کاتالیزورهای متالوسن و واحدهای اتان سنتز می شود و در نتیجه ساختارهایی وجود دارد که واحدهای اتان به هم متصل می شوند و در نتیجه ساختار UHMWPE معمولاً دارای 100000 تا 250.000 واحد مونومر در هر مولکول است.
دارای خواص مکانیکی عالی مانند مقاومت در برابر سایش بالا ، مقاومت در برابر ضربه و ضریب اصطکاک پایین است.
این ماده تقریباً کاملاً بی اثر است ، بنابراین از آن در خورنده ترین یا تهاجمی ترین محیط ها در دمای متوسط استفاده می شود.
حتی در دماهای بالا ، در برابر چندین حلال مقاوم است ، به جز هیدروکربن های معطر ، هالوژنه و مواد اکسید کننده قوی ، مانند اسید نیتریک.
این ویژگی های خاص به محصول اجازه می دهد تا در چندین برنامه با کارایی بالا استفاده شود.
UHMWPE برای کاربردهای سایش بالا مانند لوله ها ، آسترها ، سیلوها ، ظروف و سایر تجهیزات مناسب است.
پلی اتیلن متقاطع (PEX یا XLPE)
پلی اتیلن متقاطع با چگالی بالا ، یا XLPE ، شکلی از پلی اتیلن با ساختار پیوند متقاطع است که مخصوص کاربردهای مهم طراحی شده است.
کاربردهای XLPE پلی اتیلن متقاطع از پلی اتیلن-پارس پلیمر- تحت فشار بالا با پراکسیدهای آلی تولید می شود که یک رادیکال آزاد ایجاد می کند. رادیکال آزاد پیوند متقابل پلیمر را ایجاد می کند که منجر به رزینی می شود که به طور خاص برای کاربردهای مهم مانند سیستم های لوله کشی مواد شیمیایی ، سیستم های گرمایش و سرمایش تابشی هیدرونیک و عایق کابل های برق فشار قوی طراحی شده است.
ویژگی های کلیدی XLPE
دمای بالا و پایین
مقاومت در برابر هیدرولیز
خواص الکتریکی و عایق بالا
مقاومت بالا در برابر سایش
سرعت اکستروژن بالا در خطوط استاندارد
هزینه کمتر
از نظر مکانیکی سخت تر
تفاوت بین لوله های PE ، PU و PVC
PE ، پلی اورتان و PVC به طور گسترده ای از ترموپلاستیک ها برای لوله های کشاورزی ، لوله ها ، لوله های شیلنگ و ایجاد محلول های لوله سفارشی استفاده می شود. اگرچه هیچ محصول لوله پلاستیکی نمی تواند به طور جهانی همه برنامه ها را اداره کند ، اما تفاوت های خاصی وجود دارد که باید در هر منطقه کاربرد در نظر گرفته شود.
در مقایسه با PU ، پلی اتیلن انعطاف پذیری کمتری دارد اما مقاومت خوبی در برابر رطوبت دارد. لوله های پلی اورتان در مواردی که انعطاف پذیری ، مقاومت در برابر پیچ خوردگی و مقاومت در برابر سایش مورد نیاز است مانند روکش کابل ، کنترل پنوماتیک ، ابزارهای تحلیلی و غیره مورد استفاده قرار می گیرد ، در حالی که لوله های پلی اتیلن از استحکام بالا ، مقاومت در برابر خوردگی و مواد شیمیایی خوب برخوردارند و از این رو برای استفاده در شهرداری مناسب هستند. کاربردهای صنعتی ، دریایی ، معدن ، دفن زباله ، مجاری و کشاورزی.
در حالی که PVC انعطاف پذیر دارای مزایای متعددی مانند مقاومت شیمیایی و خوردگی خوب ، مقاومت در برابر سایش و سایش عالی ، انعطاف پذیری شبیه لاستیک ، تماس بصری با جریان (با سبک های روشن) و ویژگی های برجسته جریان است. این ویژگیها استفاده از لوله های PVC را در صنایع صنعتی ، غذایی و آشامیدنی ، خطوط آب آشامیدنی ، پزشکی ، شیمیایی ، سوختها ، روغنها و کاربردهای مکانیکی امکان پذیر می کند.
چگونه پلاستیک PE را پردازش کنیم؟
اشکال مختلف پلی اتیلن را می توان در فرایندهایی مانند قالب گیری تزریقی ، قالب گیری بادی ، اکستروژن و فرآیندهای مختلف ایجاد فیلم مانند تقویم یا اکستروژن فیلم منفجر استفاده کرد.
پلی اتیلن با چگالی بالا را می توان به راحتی با قالب گیری تزریقی-پارس پلیمر- ، اکستروژن (لوله ها ، فیلم های ضربه ای و ریخته گری ، کابل ها و غیره) ، قالب گیری با ضربه و چرخش مجدد پردازش کرد. به عنوان ماده ایده آل برای فرآیند قالب گیری تزریقی ، عمدتا برای تولید دسته ای و مداوم استفاده می شود.
رایج ترین روش پردازش مورد استفاده برای پلی اتیلن با چگالی کم ، اکستروژن است (لوله ها ، فیلم های ضربه ای و ریخته گری ، کابل ها ...). پلی اتیلن با چگالی پایین را می توان با قالب گیری تزریقی یا قالب گیری مجدد نیز پردازش کرد.
UHMWPE به روشهای مختلف با قالب گیری فشاری ، اکستروژن قوچ ، چرخش ژل و پخت فرآوری می شود. این روشهای معمولی مانند تزریق ، ضربه یا قالب گیری اکستروژن است ، زیرا این مواد حتی در دماهای بالاتر از نقطه ذوب خود نیز جریان ندارند.
PE برای فرآیندهای چاپ سه بعدی در دسترس نیست زیرا کار با آن دشوارتر است. اما در حال حاضر ، PE بازیافتی و سبز برای پردازش با چاپ سه بعدی محبوبیت زیادی پیدا کرده است. در دسترس بودن بسیار زیاد PE تلاش های تشویق برای استفاده از این مواد برای تولید افزودنی را تشویق می کند.
HDPE LDPE
قالب گیری تزریقی
دمای ذوب: 200-300 درجه سانتی گراد
دمای قالب: 10-80 درجه سانتی گراد
اگر به درستی ذخیره شود ، خشک کردن ضروری نیست
دمای قالب بالا باعث افزایش درخشندگی و ظاهر قطعه می شود
بسته به شرایط پردازش ، رئولوژی پلیمر و ضخامت قطعه نهایی ، جمع شدن قالب بین 1.5 تا 3 درصد است.
دمای ذوب: 160-260 درجه سانتی گراد
جمع شدگی قالب بین 1.5 تا 3.5 درصد است
فشار تزریق مواد: تا 150 مگاپاسکال
اکستروژن
دمای ذوب: 200-300 درجه سانتی گراد
نسبت فشرده سازی: 3: 1
دمای سیلندر: 180-205 درجه سانتی گراد
قبل از خشک شدن: خیر ، 3 ساعت در دمای 105-110 درجه سانتیگراد (221-230 درجه فارنهایت) برای دوباره خرد کردن
دمای ذوب: 180-240 درجه سانتی گراد
دمای ذوب بالاتر برای پوشش اکستروژن (280-310 درجه سانتی گراد) مورد نیاز است
پیچ سه ناحیه ای با نسبت L/D حدود 25 توصیه می شود
دمای ذوب: 160-260 درجه سانتی گراد
جمع شدگی قالب بین 1.5 تا 3.5 درصد است
بازیافت و سمیت پلی اتیلن
کد شناسایی رزین برای دو شکل اصلی پلی اتیلن عبارتند از:
LDPE و HDPE از نظر طبیعت تجزیه ناپذیر هستند و به طور قابل توجهی در ضایعات پلاستیکی جهان نقش دارند. هر دو نوع پلی اتیلن قابل بازیافت هستند و برای تولید بطری برای اقلام غیر خوراکی ، پلاستیک برای کاربردهای بیرونی ، سطل های کمپوست و غیره استفاده می شوند.
در حالت جامد ، پلی اتیلن از نظر طبیعت ایمن و غیر سمی است اما در صورت استنشاق و/یا جذب بخار یا مایع (به عنوان مثال در طول مراحل تولید) می تواند سمی باشد.
PE (HDPE و XLPE) به طور گسترده ای برای برنامه های مربوط به آب استفاده می شود. پلی اتیلن متقاطع در سال های اخیر برای آب آشامیدنی محبوب شده است اما PEX به اتصالات خاصی احتیاج دارد و قابل بازیافت نیست. لوله های پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE) کاربردهای غیر آشامیدنی آب هستند. برای آب آشامیدنی ، HDPE را می توان برای کاربردهای آب گرم و آب سرد استفاده کرد.
برای مشاهده لوله (بوشن) پلی اتیلن محصول تولیدی پارس پلیمر روی همین لینک کلیک کنید.
پلی اتیلن یک ترموپلاستیک سبک و بادوام با ساختار کریستالی متغیر است. این یکی از پرکاربردترین پلاستیک ها در جهان است (سالانه ده ها میلیون تن در سراسر جهان تولید می شود). پلی اتیلن(تولید شده توسط پارس پلیمر ) در موارد مختلف برای فیلم ، لوله ، قطعات پلاستیکی ، ورق و غیره در بازارهای مختلف (بسته بندی ، خودرو ، برق و غیره) استفاده می شود.
