پلی اتیلن( Polyethylene)
بیشتر مواد پلاستیکی که دراطراف ما وجود دارد، از پلی اتیلن ساخته شده مانند ظروف پلاستیکی،بطری، کیف تا اسباب بازی های پلاستیکی. PE یکی از محبوب ترین مواد ترموپلاستیک موجود امروزه است.
پلی اتیلن با افزودن یا پلیمریزاسیون رادیکال مونومرهای اتیلن (الفین)ساخته می شود. پلی اتیلن ترموپلاستیک سبک و با دوام با ساختار کریستالی متغیر است و یکی از پلاستیک های بسیار گسترده در جهان می باشد (هر سال ده ها میلیون تن در سراسر جهان تولید می شود) از پلی اتیلن در موارد مختلفی استفاده می شود که شامل فیلم، لوله، قطعات پلاستیکی، لمینیت و غیره در چندین بازار (بسته بندی، اتومبیل، برقی و ...) می باشد.
نحوه تولید پلی اتیلن PE
پلی اتیلن از پلیمریزاسیون مونومر اتیلن ساخته شده است.(فرمول شیمیایی اتیلن C2H4)
برای انجام پلیمریزاسیون پلی اتیلن از کاتالیزورهای زیگلر ناتا و متالوسن استفاده می شود.
انواع متداول پلی اتیلن
PE متعلق به خانواده پلی الفین ها است و بر اساس چگالی و تعداد و اندازه شاخه های زنجیرطبقه بندی می شوند. متداول ترین انواع پلی اتیلن عبارتند از:
نوع شاخه ای
پلی اتیلن با دانسیته پایین LDPE
پلی اتیلن خطی با دانسیته پایین LLDPE
نوع خطی
پلی اتیلن با دانسیته بالا HDPE
پلی اتیلن با وزن مولکولی بسیار زیاد UHMWPE
پلی اتیلن شبکه ای شده PEX or XLPE
علاوه بر این، PE در انواع دیگر نیز موجود است:
پلی اتیلن با دانسیته متوسط MDPE
پلی اتیلن با دانسیته خیلی کم VLDPE
پلی اتیلن با وزن مولکولی بسیار زیاد HMWPE
پلی اتیلن با وزن مولکولی بسیار بسیار کم ULMWPE
پلی اتیلن کلرینه شده
پلی اتیلن با دانسیته بالا ( HDPE )
HDPE - ترموپلاستیک مقرون به صرفه با ساختار خطی و بدون شاخه است
اصلاح گاز طبیعی(اتان، متان ، میکس پروپان) یا HDPE بطور عمده با استفاده از دو روش تولید می شود:پلیمریزاسیون دوغابی و پلیمریزاسیون فاز گازی.
ساختار مولکول HDPE
HDPE انعطاف پذیر، شفاف / موم، مقاوم در برابر آب و هوا است و مقاومت در دمای بسیارپایین را نشان می دهد.
خواص HDPE
نقطه ذوب :درجه سانتی گراد 123-143
چگالی: 3g/cm 3/70- 3/70
مقاومت شیمیایی: مقاومت عالی در برابر بیشتر حلالها، مقاومت بسیار خوبی در برابر الکلها، اسیدهای رقیق و قلیایی ها، مقاومت متوسط در برابر روغن ها و گریس ها، مقاومت ضعیف در برابر هیدروکربنها (آلیفاتیک، آروماتیک، هالوژنه)
درجه حرارت مداوم: C0 -03 (مواد نسبتاً سفت) +03
استحکام کششی بالاتر در مقایسه با سایر اشکال پلی اتیلن
پلیمر کم هزینه با قابلیت پردازش مناسب
مقاومت در برابر درجه حرارت پایین
عایق های الکتریکی عالی
جذب آب بسیار کم است
سازگار با FDA
معایب HDPE
ترک خوردگی
سفتی کمتری نسبت به پلی پروپیلن دارد
جمع شدگی زیاد قالب
مقاومت ضعیف در برابر UV و حرارت
با این حال، مقاومت در برابر فرسایش HDPE می تواند با افزودن افزودنی های کربن سیاه و جاذب UV بهبود یابد همچنین از کربن سیاه می تواندبه تقویت مواد کمک کند.
کاربرد HDPE
بسته بندی: پلی اتیلن با چگالی بالا در چندین بسته بندی از جمله جعبه ها، سینی ها، بطری های شیر و آب میوه ها، مواد غذایی استفاده می شود.
کالای مصرفی: کم هزینه بودن و پردازش آسان HDPE باعث می شود در چندین کالای مصرفی خانگی یا مصرفی مانند ظروف زباله، اسباب بازی ها و غیره
الیاف و منسوجات: به لطف استحکام کششی بالا، HDPE به طور گسترده در طناب ها، تورهای ماهیگیری و ورزشی، توری برای مصارف کشاورزی، پارچه های صنعتی و تزئینی و غیره مورد استفاده قرارمی گیرد.
پلی اتیلن با دانسیته پایین LDPE
پلی اتیلن با چگالی کم ( LDPE ) یک پلیمر نیمه سخت و شفاف است. در مقایسه با HDPE ، از 3 درجه سلسیوس و فشار - زنجیر های جانبی کوتاه و بلند برخوردار است.در دمای 033
1333-0333 بار با پلیمریزاسیون رادیکال ازاد تولید می شود.
خواص LDPE
130 درجه سلسیوس - 1. نقطه ذوب : 110
چگالی: 3g/cm 3/713 - 3/743
مقاومت شیمیایی: مقاومت خوبی در برابر الکلها، قلیاها و اسیدهای رقیق
مقاومت محدود در برابر هیدروکربن های آلیفاتیک و آروماتیک، روغن های معدنی، اکسیدکننده ها و هیدروکربن های هالوژنه شده
مقاومت دما تا 03 درجه سانتیگراد به طور مداوم و 70 درجه سانتیگراد برای زمان های کوتاه تر
پلیمر کم هزینه با قابلیت پردازش مناسب
استحکام ضربه بالا در دمای پایین
عایق های الکتریکی عالی
جذب آب بسیار کم
سازگار با FDA
معایب LDPE
ترک خوردگی
استحکام کم، سفتی
نفوذ پذیری بالای گاز به ویژه دی اکسید کربن
مقاومت کم در برابر UV
به شدت قابل اشتعال
کاربرد LDPE
از ( LDPE )عمدتاً برای ساخت بطری ها، بطری های شستشو، لوله، کیسه های پلاستیکی برای قطعات رایانه ای و تجهیزات آزمایشگاهی مختلفی استفاده می شود.
بسته بندی: به لطف کم هزینه بودن و انعطاف پذیری خوب، LDPE در صنعت بسته بندی برای بطری های دارویی و فشرده سازی، کلاه و بسته شدن، تیزر آشکار، آستر، کیسه های زباله،فیلم برای بسته بندی مواد غذایی (یخ زده، کالاهای خشک و غیره)، لمینت ها و غیره استفاده می شود.
اتصالات: از پلی اتیلن کم چگالی به دلیل انعطاف پذیری و جذب آب کم در ساخت لوله ها و شیلنگ های صنعت لوله و اتصالات استفاده می شود.
کاربرد LDPE
0-2 پلی اتیلن خطی با دانسیته کم LLDPE
LLDPE - با استفاده از پلیمریزاسیون اتیلن یا اتان مونومر با 1 -بوتن و مقادیر کمتری از 1
هگزن و 1- اوکتن با استفاده از کاتالیزورهای زیگلر ناتا یا متالوسن تولید می شود. از نظر
ساختاری شبیه به LDPE است.
LLDPE ساختاری خطی با شاخه های کوتاه و یکنواخت است. برخلاف شاخه های طولانیتر LDPE
خواص LLDPE
بسیار انعطاف پذیر با مقاومت در برابر ضربه زیاد
رنگ شیری شفاف و طبیعی
مقاومت در برابر مواد شیمیایی خوب
محافظت خوب در برابر بخار آب و الکل
مزایای فیلم پلی اتیلن
فیلم های PE با دی اکسید کربن و آب می سوزند بدون باقی مانده. در این فرآیند هیچ دود سمی یا گاز وجود ندارد
فیلم های PE حاوی نرم کننده و فلزات سنگین نیستند
هیچگونه آلودگی در ساخت فیلم های PE تولید نمی شود
4 پلی اتیلن با وزن مولکولی بسیار بالا UHMWPE
UHMWPE 0 میلیون دارد. این ماده با استفاده از / 0 تا 0 / پلی اتیلن با وزن مولکولی بین 0 کاتالیزور متالوسن ساخته می شود.
خواص UHMWPE
خواص مکانیکی عالی مانند مقاومت در برابر سایش بالا، مقاومت در برابر ضربه و ضریب
اصطکاک کم
این ماده تقریباً کاملاً بی اثر است، بنابراین در دماهای متوسط و خورنده استفاده می شود.
حتی در دماهای بالا، به جز چندین هیدروکربن آروماتیک، هالوژنه و مواد اکسید کننده قوی مانند اسید نیتریک در برابر چندین حلال مقاوم است.
این خصوصیات ویژه باعث می شود تا محصول در چندین برنامه با کارایی بالا مورد استفاده قرار گیرد.
پلی اتیلن شبکه ای PEX or XLPE
PEX توعی پلی اتیلن با ساختار اتصال به صورت شبکه ای است که به طور خاص برای کاربردهای مهم طراحی شده است. پلی اتیلن شبکه ای از پلی اتیلن تحت فشار زیاد با
پراکسیدهای آلی تولید می شود که یک رادیکال آزاد ایجاد می کند. رادیکال آزاد باعث اتصال شبکه ای پلیمر می شود که منجر به رزین شده، که بطور ویژه برای کاربردهای مهم مانند سیستم های لوله کشی شیمیایی ذخیره شده طراحی شده است.
ویژگی های اصلی PEX
درجه حرارت بالا و پایین
مقاومت در برابر هیدرولیز
خواص الکتریکی و عایق بالا
مقاومت در برابر سایش بالا
هزینه کم
تفاوت بین لوله های PE ، PU و PVC
PE ، پلی اورتان ها و PVC ترموپلاستیک هایی هستند که به طور گسترده ای برای لوله های کشاورزی، لوله، لوله های شیلنگ و برای ایجاد راه حل های لوله های سفارشی استفاده می شوند. در مقایسه با PU ، پلی اتیلن انعطاف پذیرتر است اما مقاومت خوبی در برابر رطوبت دارد. از لوله های پلی اورتان در جایی استفاده می شود که انعطاف پذیری، مقاومت لرزش به همراه مقاومت در برابر سایش فوق العاده مانند پوشش کابل، کنترل هوایی، ابزار تحلیلی و غیره مورد نیاز است. در حالی که، PVC انعطاف پذیر مزایای بسیاری مانند مقاومت شیمیایی خوب و خوردگی، سایش عالی دارد. این خصوصیات امکان استفاده از لوله های پی وی سی را به طور کلی در صنایع صنعتی، غذایی و آشامیدنی، خطوط آب قابل شرب، پزشکی، شیمیایی، سوخت، روغن و کاربردهای مکانیکی فراهم می آورد.
نحوه پردازش پلاستیک PE
اشکال مختلفی از پلی اتیلن می تواند در فرآیندهای مانند قالب تزریق، اکستروژن و فرآیندهای مختلف ساخت فیلم مانند calendaring یا اکستروژن فیلم دمیده استفاده شود.
پلی اتیلن با چگالی بالا را می توان به راحتی با قالب تزریق، اکستروژن )لوله ها، فیلم و ، کابل ها و غیره( پردازش کرد. یک ماده ایده آل برای فرآیند قالب گیری تزریقی با تولید مداوم استفاده می شود.
متداول ترین روش پردازش مورد استفاده در پلی اتیلن با چگالی کم، اکستروژن )لوله ها، فیلم، کابل ها(است. پلی اتیلن با چگالی کم می تواند با قالب گیری تزریقی یا rotomoldingنیز پردازش شود.
بیشتر موارد پلاستیکی که دراطراف ما وجود دارد، از پلی اتیلن ساخته شده از ظروف پلاستیکی،بطری، کیف تا اسباب بازی های پلاستیکی. PE یکی از محبوب ترین مواد ترموپلاستیک موجود امروزه است.
