با انواع پلی اتیلن و کاربردهای هر کدام آشنا شوید

پیش از ان که با انواع پلی اتیلن آشنا شوید، بهتر است که در مورد خود پلی اتیلن بدانید. پلی اتیلن ها یکی از اصلی ترین اعضا پلی افیلن بوده که از آن به عنوان پلیمر مصرف شده نیز استفاده می شود و کاربرد زیادی دارد. 32 درصد از کل پلاستیک ها از این نوع پلیمر تولید می شوند. پلی اتیلن در محدوده متغیری از بلورینگی و چگالی است. چگالی پلی الفین بین تمام پلیمر ها مقدار کمی دارد. بر اساس همین چگالی، پلی اتیلن ها در دسته های مختلفی قرار می گیرند. گرید های مختلف پلی اتیلن شامل پلی اتیلن سنگین (HDPE)، پلی اتیلن سبک (LDPE)، پلی اتیلن سبک خطی (LLDPE)، پلی اتیلن با دانسیته متوسط (MDPE) و پلی اتیلن با وزن مولکولی بسیار بالا (UHMW PE) می باشد که در ادامه هر کدام را به طور جداگانه تشریح خواهیم کرد. پلی اتیلن ها بر اساس گرید و کاربردشان ویژگی متفاوتی دارند. شرکت میثم داروپلاست یکی از بزرگترین تولیدکنندگان پلی اتلین است.

مطالب بیشتر: مزایای بطری پت چست؟/تاریخچه ، مزایا و معایب

پلی‌اتیلن سنگین HDPE

زمانی که زنجیر اصلی از بطری پلی اتیلن باشد و شاخه های جانبی کوتاه کم یا فاقد شاخه باشند. این نوع پلی اتیلن از نوع سنگین می باشد. پلی اتیلن جامدی سفید رنگ و مات است. در صنعت این پلیمر به واسطه کاتالیزور بر پایه ترکیبات تیتانیم (زیگلر-ناتا) ، کاتالیزورهای بر پایه کروم (فیلیپس) و همچنین متالوسن تهیه می‌شوند. پلیمرها از نوع بلوری بوده و دمای ذوب آن ها حدود ۱۳۰ درجه سانتی‌گراد است. پلی اتیلن سنگین در میان سایر پلی اتیلن ها، بیشترین مقدار سفتی و کم ترین مقدار نفوذ پذیری را دارد. علت آن هم بلورینگی زیاد این پلی اتیلن می باشد. این دو ویژگی موجب شده تا از آن برای ساخت انواع ظروف نگهداری مواد غذایی و شیمیایی استفاده گردد.

نفوذ پذیری کم، سفتی زیاد و مقاومت بالا در برابر خوردگی موجب شده تا این ماده برای ساخت انواع لوله‌های انتقال آب، فاضلاب و گاز طبیعی استفاده شود. انواع پلی اتیلن سنگین (HDPE) گزینه مناسبی برای تهیه فیلم های کوتاه مدت زیر بار است و آن هم به دلیل استحکام کششی خوبی است که این محصول دارد. HDPE به دلیل مقاومت بالای آن در برابر ضربه، مواد شیمیایی، و اشعه‌های UV همچنین برای ساخت تانکرهای نگهداری آب و سوخت، ظروف نگهداری دارو، و بسته‌بندی‌های محافظت‌کننده استفاده می‌شود. HDPE قابلیت بازیافت بالایی دارد و پس از بازیافت، در ساخت محصولات دیگری نظیر لوله‌های پلی‌اتیلن استفاده می‌شود.

از انواع درب بطری مجموعه ما دیدن کنید

پلی اتیلن سبک LDPE

پلی اتیلن سبک از طریق پلیمر شدن به روش رادیکال آزاد، فشار زیاد و دمای 130-135 درجه سانتی گراد تولید می شود. زمان پلیمر شدن بسیار کوتاه بوده طوری که فقط بین 15 ثانیه تا 20 دقیقه زمان لازم است تا پلیمرشدن انجام گیرد. این بازه زمانی به نوع راکتور بستگی دارد. روش معمول برای ساخت آن از طریق شاخه می باشد و زنجیر هایی با شاخه بلند و کوتاه تولید می گردد. زنجیرهای شاخه جانبی از بلوری شدن جلوگیری می کنند. و همین عامل موجب شده تا درصد بلورینگی در LDPE کم باشد.

چگالی آن بین ۰.۹۱۵-۰.۹۳۰ g/cm3  و درصد بلورینگی حدود ۴۰ تا ۵۰ درصد است. وجود شاخه های بلند باعث می شود. که توزیع وزن مولکولی پهن شود و خواص جریان اصلاح گردد. این شاخه ها درجه بلورینگی و دمای انتقال را معین می کنند. پارامتر بلورنگاری مانند ابعاد سلول واحد، زاویه تنظیم و اندازه بلورها تحت تأثیر قرار می گیرد. شاخه های کوتاه در انواع پلی اتیلن سبک بوتیل نرمال بوده اما اتیل و بوتیل به نسبت کمتری به وسیله حمل رادیکال تشکیل می شوند. شاخه بلند چند ده یا چند صد اتم کربنی در ساختار این پلیمر ها دارد.

ساختار شاخه ای پلی اتیلن سبک موجب شده تا فرایندپذیری خوب انجام شود و استحکام مذاب زیاد و گرانروری کمتر باشد. این ویژگی ها پلی اتیلن سبک را به بهترین گزینه برای تولید فیلم دمشی تبدیل کرده است. می توان گفت بیش از نصف مصرف پلی اتیلن سبک مختص به این فرایند می باشد. LDPE به دلیل انعطاف‌پذیری بالا، شفافیت نسبی، و مقاومت مناسب در برابر شوک حرارتی، در تولید کیسه‌های پلاستیکی، روکش‌های سیم و کابل، و انواع بسته‌بندی مواد غذایی استفاده می‌شود. این نوع پلی‌اتیلن به دلیل فرایند تولید پیچیده‌تر، نسبت به دیگر انواع پلی‌اتیلن گران‌تر است.

مطلب پیشنهادی: تفاوت بطری پت و بطری پلی اتیلن 

 پلی اتیلن سبک خطی LLDPE

پلیمر اتیلن سبک خطی در فرایند  پلیمریزاسیون پلی اتیلن با تعداد زنجیر جانبی زیاد و طول کوتاه تولید می شود. این پلیمر به لحاظ خواص بین پلیمر پلی اتیلن سنگین و انواع پلی اتیلن سبک قرار دارد. در این ماده زنجیر های پلی اتیلن به شکل خط بوده  ورفتار آن ها مشابه با HDPE است. تفاوتی که بین آن ها وجود دارد، عدم نظم در ساختار بوده و آن هم به دلیل حضور زنجیر کوتاه در ساختار آن ها می باشد. این زنجیرها قابلیت بالایی برای حضور در سل بلورین ندارند. همین عامل موجب شده که بلورینگی این ماده درصد کمی داشته باشد.

میزان بلورینگی در این ماده بین 40 تا 70 درصد است. بلورینگی پایینموجب می شود تا چگالی پایین تر شود.  LLDPE با ویژگی‌هایی نظیر مقاومت به پارگی و کشش بالا، به‌ویژه در ساخت فیلم‌های کششی و لفافه‌های بسته‌بندی، استفاده می‌شود. این نوع پلی‌اتیلن به دلیل داشتن مزایای فرایندپذیری و قابلیت تولید فیلم‌های نازک، در تولید کیسه‌های زباله، فیلم‌های کششی برای بسته‌بندی محصولات و بسته‌بندی‌های محافظتی کاربرد فراوانی دارد.

تفاوت LDPE , LLDPE

با اینکه LLDPE از خانواه LDPE بوده و دارای یکسری خواص مشتریک هستند. اما باز هم تفاوت هایی با یکدیگر دارند. استحکام در برابر پارگی، مقاومت در برابر ضربه، کشش و انعطاف پذیری با افزایش چگالی از خواص آن ها می باشد. زمانی که تعداد و طول زنجیر جانبی کاهش یابد، زنجیر اصلی به هم نزدیک شده و بی نظمی ها کاهش پیدا می کند. همین امر موجب می شود که بلورینگی و چگالی افزایش پیدا کند. از انجایی که بین سختی و چگالی رابطه مستقیمی وجود دارد.

افزایش چگالی موجب می شود که سختی نیز افزایش پیدا کند. مقاومت پایین LDPE در برابر روغن موجب می شود چگالی افزایش یابد. فیلم پلی اتیلن نمی تواند خلا را نگه دارد. چرا که مقاومت آن در برابر نفوذ گاز کم است. این مشکل در LLDPE نیز با نزدیک شدن زنجیر اصلی کمتر دیده می شود. محدودیت دیگری در انواع پلی اتیلن سبک وجود دارد و آن مقاومت خراش پایین، نفوذ پذیری بو بالا و جذب گرد و غبار و مقاومت کم می باشد که این موارد در LLDPE بهبود پیدا می کند.

مطلب پیشنهادی: بطری pet و مزایای بازیافت pet

پلی‌ اتیلن با وزن مولکولی بسیار زیاد

این پلی اتیلن دارای وزن مولکولی 4 تا 6 میلیون می باشد. این پلیمر عمدتا با کاتلیزورهای متالوسن تهیه می‌شوند. این پلی اتیلن مولکول های بسیار بلند درهم خورده دارد و در اثر برش جریان پیدا نمی کند و نمی تواند برای پلی اتیلن فراورش کرد. انواع پلی اتیلن با وزن مولکولی بسیار زیاد، مقاومت سایش بالا و مقاومت ضربه ای بالایی دارد. ضریب اصطکاک آن کم است. خواص مکانیکی این ماده عالی بوه و ماشین کاری آن اسان است. قیمت پایین این ماده موجب شده تا کاربرد آن بیشتر شود و در صنایع مختلف جایگزین فلزات قرار گیرد. پلی‌اتیلن با وزن مولکولی بسیار زیاد، به دلیل خواص بی‌نظیر مکانیکی و فیزیکی‌اش مانند مقاومت سایش و استحکام کششی بالا، در صنایع مختلفی از جمله صنعت پزشکی (در ساخت پروتزها و ایمپلنت‌ها)، خودروسازی، و صنایع دریایی به کار می‌رود. این نوع پلی‌اتیلن در برابر خوردگی و خستگی نیز بسیار مقاوم است.

پلی اتیلن  MDPE

این پلی اتیلن وزن مولکولی متوسطی داشته و ترکیبی  از LDPE و HDPE می باشد. این انواع پلی اتیلن خواص مشابه و مشترکی از دو پلیمر را دارد. اگر بخواهیم این پلی اتیلن را با HDPE مقایسه کنیم باید بگوییم. در برابر لغزیدن بالاتر بوده ولی سختی پایین تری دارد. از این پلی اتیلن در ساخت لوله و اتصالات گاز و فیلم بسته بندی استفاده می گردد. MDPE علاوه بر کاربردهای ذکر شده، در ساخت مخازن ذخیره‌سازی و مخازن زیرزمینی نیز به کار می‌رود، زیرا مقاومت بالایی در برابر شرایط سخت محیطی و عوامل شیمیایی دارد. این پلی‌اتیلن به دلیل قابلیت جوشکاری و اتصال آسان، به‌ویژه در صنایع گاز و آب بسیار محبوب است.

کلام پایانی

پلی‌اتیلن یکی از پرکاربردترین پلیمرها در صنعت است که به دلیل ویژگی‌های متنوع و قابلیت تولید در گریدهای مختلف، به‌طور گسترده در بسیاری از کاربردها استفاده می‌شود. این پلیمرها شامل پلی‌اتیلن سنگین (HDPE)، سبک (LDPE)، سبک خطی (LLDPE)، با وزن مولکولی بالا (UHMW PE)، و با دانسیته متوسط (MDPE) هستند که هر کدام ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند. HDPE برای کاربردهایی که نیاز به مقاومت بالا دارند مانند لوله‌ها و ظروف نگهداری مناسب است، در حالی که LDPE و LLDPE برای تولید فیلم‌های بسته‌بندی و کیسه‌ها به دلیل انعطاف‌پذیری و شفافیت استفاده می‌شوند. MDPE نیز به‌دلیل مقاومت در برابر عوامل محیطی در صنایع گاز و آب کاربرد دارد. در نهایت، پلی‌اتیلن با وزن مولکولی بالا به‌خاطر خواص مکانیکی فوق‌العاده در صنایع پزشکی و خودروسازی محبوبیت یافته است. با توجه به ویژگی‌های گسترده پلی‌اتیلن‌ها، این مواد نقش حیاتی در زندگی روزمره و صنایع مختلف دارند و استفاده از آن‌ها به بهبود عملکرد و کاهش هزینه‌ها کمک می‌کند.

به مطالعه ادامه دهید: پلی اتیلن ترفتالات چیست؟