پلی اتیلن چیست؟

پلی‌ اتیلن‌ جزو خانواده گرمانرم ها می‌باشد 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.

پلیمرهایی با وزن مولکولی پائین را به عنوان روان‌ کننده (LUBRICANT) به کار می‌برند. پلیمرهایی با وزن مولکولی متوسط واکس‌هایی امتزاج‌پذیر (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 ساده‌‌تر 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.

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، لوله پلی اتیلن آبرسانی، مخازن پلی اتیلن آب کاربرد دارد. در تولید لوله‌های پلاستیکی و اتصالات لوله کشی معمولاً از MDPE استفاده می‌کنند.

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

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 می‌شوند. هر یک از موارد بالا خود شامل ده‌ها گونه مختلف می‌باشد که هر کدام برای مصارف مختلف کاربرد دارند.

پلی اتیلن سبک

پلی اتیلن سبک دارای زنجیره شاخه دار می‌باشد. بنابراین زنجیره‌های (LDPE) نمی‌توانند به خوبی با یکدیگر پیوند برقرار کنند و دارای نیروی بین مولکولی ضعیف و استحکام کششی کمتری است. پلی اتیلن‌های سبک معمولاً با روش پلیمریزاسیون رادیکالی تولید می‌شوند. از خصوصیات پلی اتیلن سبک می‌توان به انعطاف‌پذیری و امکان تجزیه بوسیله میکرو ارگانیسم‌ها 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 روکش‌های طلقی شفاف، آسترهای بسته بندی، کاورها و چمدان ها مصرف گردد. همچنین جهت ساخت ظروفی مانند بطری‌های تحت فشار از این نوع پلیمر استفاده می‌شود.

پلی اتیلن سنگین

پلی اتیلن نوع سنگین دارای زنجیر پلیمری بدون شاخه است. پلی اتیلن سنگین جامدی سفید رنگ و مات است و فیلم‌های ترد تشکیل می‌دهد، که 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 می‌شود. این شاخه‌های کوچک سبب کاهش بلورینگی و سفتی پلیمر می‌شوند. و باید گفته شود که عمومی‌ترین و پرمصرف‌ترین و شاید اولین نوعی از پلاستیک‌ها که به وجود می‌آید پلی اتیلن سنگین (HDPE) است. زنجیره مولکولی در این نوع پلیمر، فشرده است که همین عامل باعث افزایش دانسیته آن می‌شود لذا انعطاف‌پذیری به شدت کاهش میابد.

این نوع پلیمر گرچه مقاومت ضربه‌ای کمتری نسبت به پلی اتیلن سبک را دارد اما مقاومت آن در برابر مواد شیمیایی همانند مقاومت آن در برابر تنش‌های شکننده محیطی خوب است. پلی اتیلن سنگین به صورت اولیه یکدست است، خالص و غیرشفاف است، رنگی نبوده و در صورت لزوم به آنها رنگدانه اضافه می‌شود.

این مواد در رنگ‌های سفید، قرمز، آبی، زرد، سبز، مشکی و حتی گاهی به رنگ مواد خام خود استفاده می‌شوند. عایق الکتریسیته بوده و در برابر حرارت مستقیم از بین خواهند رفت. از انواع مواد تولیدی پلی اتیلن سنگین می‌توان به لوله پلی اتیلن زهکشی، لوله کاروگیت فاضلابی، ساخت اسباب بازی، لوازم ورزشی، فیلم پلی اتیلن سنگین، ظروف آب معدنی و نوشابه خانواده و . . . را نام برد.