انواع پلی اتیلن



در این نوشته با انواع مختلف پلی اتیلن آشنا خواهیم شد:

HDPE پلی اتیلن با چگالی بالا (پلی اتیلن سنگین)

اگر در حین فرآیند سنتز پلی اتیلن، تمهیدات لازم برای جلوگیری از به وجود آمدن شاخه‌های جانبی در نظر گرفته شود، یعنی تعداد زنجیرهای جانبی کم و طول آن‌ها کوتاه باشد( بین ۲ تا ۴ اتم) امکان نزدیک شدن زنجیرهای اصلی به یکدیگر و تشکیل ساختارهای بلوری ( با سرد شدن مذاب پلی اتیلن) به وجود می آید. با توجه به اینکه در ساختار بلوری زنجیرها به یکدیگر نزدیک‌تر هستند، چگالی چنین ماده ای افزایش می‌یابد. به این گونه پلی اتیلن یا HDPE یا پلی اتیلن سنگین می گویند، بلورینگی این پلیمر به ۸۰ تا ۹۵ درصد می رسد که این موجب می‌شود تا چگالی این محصول به بیش از ۹۴۱/۰ گرم بر سانتی‌متر مکعب برسد، نقطه ذوب این گونه از پلی اتیلن در محدوده ۱۳۸-۱۴۰ درجه سانتی‌گراد قرار می‌گیرد.

مزایا: ازمهمترین ویژگی‌های HDPE  که سبب کاربرد وسیع آن شده است می‌توان به مدون و استحکام بالای آن اشاره کرد.
معایب: از جمله معایب آن می‌توان به نفوذ پذیری بالا در برابر اکسیژن، هیدروژن، بو، عطرها، نرمی ونرمی پایین آن در مقایسه با سایر پلیمرها اشاره نمود.

دیگر خواص

اشیای ساخته شده از این پلیمر دارای خواص عمومی خوب، حالت نرمش زیاد، سطح خارجی سخت، مقاومت الکتریکی خوب و بدون بو مزه و دارای خواص شیمیایی مقاوم در برابر اسیدها، بازها، الکل‌ها و مقاومت کم در مقابل اتر، کتون،استر، روغن و چربی می‌باشند. به همین دلیل برای ساخت چربی‌گیر پلیمری مناسب به حساب می‌آید.
-کابردها: از جمله کاربردهای آن می‌توان به ساخت ظروف خانگی، اسباب بازی، لوازم پزشکی، فیلمها و ظروف بسته‌بندی، بطری‌های قالب گیری شده دمشی، انواع قالب گیری تزریقی و لوله پلی اتیلن انتقال آب، گاز و فاضلاب اشاره نمود.

LDPE پلی اتیلن با چگالی پایین ( پلی اتیلن سبک)

هر گاه در فرایند پلیمریزاسیون اتیلن تعداد زنجیرهای جانبی زیاد و طول آن‌ها متوسط و بلند باشد، امکان نزدیک شدن زنجیره‌های اصلی به یکدیگر کم می‌شود. این امر سبب کاهش میزان بلورینگی پلی اتیلن شده و گونه جدیدی از پلی اتیلن حاصل می‌شود با توجه به اینکه در این گونه زنجیرها پلیمری نظم خاصی ندارند، توان زنجیره برای تشکیل سل‌های بلورین کم می‌شود که همین امر چگالی پلی اتیلن حاصل را کاهش می‌دهد.

به این دلیل به این نوع پلی اتیلن، پلی اتیلن سبک یا پلی اتیلن با چگالی پایین LDPE  گفته می‌شود، بلورینگی این پلیمر در حدود ۴۵ تا ۷۰ درصد چگالی آن بین۹۱/۰ تا ۹۲۵/۰ گرم بر سانتی‌متر مکعب می‌باشد. این نوع پلی اتیلن معمولا با استفاده از روش فشار بالا تولید می‌گردد و نقطه ذوبی در حدود ۱۱۵ درجه سانتی‌گراد دارا می‌باشد.

مزایا

  • این ماده نیز همانند HDPE دارای هزینه تولید اندک
  • فرآیندپذیری آسان
  • نفوذناپذیری خوب در برابر رطوبت

معایب

  • نفوذناپذیری کم دربرابر گازها با نقطه نرمی
  • پایین مقاومت خراش پایین
  • نفوذ بو بالا
  • جذب گرد و غبار (استاتیک) و مقاومت کم در برابر روغن

کاربردها

  • بیشتر کاربرد LDPE در صنایع بسته‌بندی و تولید فیلم‌های پلیمری مانند کیسه‌های پلاستیکی می‌باشد
  • تولید قطعات پلیمری با کاربرد عمومی

LLDPE پلی اتیلن سبک خطی

هر گاه در فرایند پلیمریزاسیون پلی اتیلن تعداد زنجیرهای جانبی زیاد و طول آن‌ها کوتاه باشد، پلیمر حاصل شده خواص بین HDPE و LDPE  ( خواص به HDPE نزدیک‌تر است) را دارا  خواهد شد. با توجه به اینکه در ماده زنجیرهای پلی اتیلن تقریبا به شکل خطی می‌باشند، رفتار آن‌ها مشابه با HDPE خواهد بود؛ اما به دلیل عدم وجود نظم بالا در ساختار به دلیل حضور زنجیره‌های کوتاه در ساختار  آن، این زنجیره‌ها قابلیت بالایی برای حضور در سل‌های بلورین را ندارند و به همین دلیل این ماده بلورینگی کمتری داشته ( بین ۴۰-۷۰ در صد) و به تبع آن چگالی پایین تری را دارا خواهد بود (۹۱/۰ -۹۳/۰ گرم بر سانتی‌متر مکعب).

تفاوت LDPE , LLDPE

خواص خانواده LDPE مانند استحکام پارگی، مقامت ضربه، کشش و انعطاف‌پذیری با افزایش چگالی کم می‌شود. (  هر گاه تعداد و  طول زنجیرهای جانبی کاهش پیدا کند این امر سبب نزدیک شدن زنجیرهای اصلی به هم و کاهش بی نظمی و افزایش بلورینگی و در نتیجه افزایش چگالی می‌شود). به عنوان مثال بین سختی و چگالی رابطه مستقیم وجود دارد؛یعنی با افزایش چگالی سختی نیز افزایش می‌یابد. همچنین مقاومت پایین LDPE در برابر روغن با افزایش چگالی بهبود می‌یابد.فیلم پلی اتیلن به تنهایی نمی‌تواند خلاء را نگه دارد، زیرا مقاومت آن در برابر نفوذ گازها کم است و این مشکل نیز در LLDPE با نزدیک شدن زنجیره‌های اصلی به هم کمتر دیده می‌شود.محدودیت‌های دیگر LDPE نظیر مقاومت خراش پایین،نفوذ پذیری بو بالا،جذب گرد و غبار(استاتیک) و مقاومت کم در برابر روغن ها نیز در LLDPE کمی بهبود می‌یابد.
-کاربردها:
از مهمترین کاربردهای LLDPE فیلم‌های استرچ است که برای نگهداری بارها در حمل و نقل ساخته می‌شود. همچنین فیلم‌های شیرینک نیز برای لفاف پیچی  کلی محصولات و یا نگهداری چند واحد با یکدیگر برای حمل و نقل استفاده می‌شود.

MDPE پلی اتیلن با چگالی متوسط

MDPE  در تولید لوله پلاستیکی و اتصالات لوله کشی استفاده می‌شود. پلی اتیلن با وزن مولکولی بسیار بالا  (HMWPE): این پلیمر با وزن مولکولی ۳ تا ۶ بیلیون با استفاده از کاتالیزور متالوسن تهیه می‌شود.

UHMWPE برای ساخت فیبرهای (الیاف) بسیار قوی به عنوان جایگزینی برای الیاف کولار، برای تهیه جلیقه‌های ضد گلوله به کار می‌رود.

مزایا و معایب پلی اتلینی ها به طور کلی

مزایا

  • قیمت پایین
  • خواص عایق الکتریکی
  • مقاومت شیمیایی بالا
  • شفافیت مناسب در فیلم نازک
  • بدون بوی زننده و سمیت
  • نفوذ ناپذیری خوب در برابر آب در هنگام استفاده در بسته‌بندی و در کاربردهای کشاورزی و ساختمانی

معایب

  •  در حالت توده کدر می‌شود.
  • ظاهر شبیه به پارافین دارد.
  • مقاومت کم در مقابل خراشیدن