مقالات
در حال خواندن
پلی اتیلن polythene چیست؟ انواع و کاربردهای پلی اتن
0

پلی اتیلن polythene چیست؟ انواع و کاربردهای پلی اتن

توسط محسن نادری۹ فروردین, ۱۳۹۶

پلی اتیلن یکی از ساده‌ترین و ارزانترین پلیمرهاست که از انواع پلیمرهای گرمانرم بشمار می آید . بدین معنا که این ماده با رسیدن به نقطه ذوب خود به حالت مایع و با رسیدن به نقطه انجماد به حالت جامد تبدیل می‌شود. پلی اتیلن سنتز شیمیایی اتیلن است که معمولا از ترکیب نفت خام و گازهای طبیعی به وجود می‌آید. برخی از نام های غیر رسمی آن polythene یا polyethylyne می‌باشد، علاوه بر این به اختصار PE نیز نامیده می‌شود. پلی اتیلن اکثرا در جهت ساخت ترکیبات پلاستیکی استفاده می‌شود تا به صورت خالص مورد استفاده قرار گیرد. این ماده با این که در طیف وسیعی از مصارف گوناگون استفاده شود .

پلی اتیلن را بر اساس درصد کریستالیتی به چهار نوع LDPE , LLDPE , HDPE ,HMWPE تقسیم میکنند. که در هر چهار حالت زیر داریم:

  1. HDPE پلی‌اتیلن با دانسیته بالا
    پلی‌اتیلن دارای زنجیر پلیمری بدون شاخه است در حالی که نیروی بین مولکولی در زنجیرها بالا و استحکام کششی آن بیشتر از بقیه پلی اتیلن‌ها است. شرایط واکنش و نوع کاتالیزور مورد مصرف در تولید پلی اتیلن HDPE کاملا موثر است. برای تولید پلی‌اتیلن بدون شاخه اکثرا از روش پلیمریزاسیون با کاتالیزور زیگلر- ناتا استفاده می‌شود.
  2. LDPE پلی‌اتیلن با دانسیته پایین
    گاهی به جای اتم‌های هیدروژن در مولکول(پلی اتیلن)، یک زنجیر بلند از اتیلن به اتم‌های کربن متصل می‌شود که به آنها پلی اتیلن شاخه‌ای یا پلی اتیلن سبک (LDPE) می‌گویند؛چون چگالی آن به علت اشغال حجم بسیار بیشتر، کاهش یافته‌است. در این نوع پلی اتیلن مولکولهای اتیلن به شکل تصادفی به یکدیگر متصل می‌شوند و شکل بسیار نامنظمی را ایجاد می‌کنند. چگالی آن بین ۹۱۰/۰ تا ۹۲۵/. است و تحت فشار و دمای بسیار بالا و اغلب با استفاده از پلیمریزاسیون رادیکال‌های آزاد وینیلی (Free radical polymerization) تولید می‌شود. البته برای تهیهٔ آن می‌توان از پلیمریزاسیون زیگلر ناتا (Ziegler-Natta polymerization) نیز استفاده کرد. از خصوصیات مهم این نوع پلیمر ، انعطاف‌پذیری بالا است.این نوع پلی‌ اتیلن دارای زنجیری شاخه‌دار است بنابراین زنجیرهای LDPE نمی‌توانند پیوند خوبی با یکدیگر برقرار کنند و دارای نیروی بین مولکولی ضعیف و استحکام کششی پایینی است.
  3. LLDPE پلی اتیلن خطی با دانسیته پایین
    زمانی که هیچ شاخه‌ای در مولکول وجود نداشته باشد آن را پلی اتیلن خطی می‌نامند. پلی اتیلن خطی مستحکم تر از پلی اتیلن شاخه‌ای است اما پلی اتیلن شاخه‌ای ارزانتر و  ساده تر ساخته می‌شود.شکل ظاهری این پلیمر کاملا کریستالی شکل است. پلی اتیلن خطی محصولی نرمال با وزن مولکولی ۲۰۰۰۰۰-۵۰۰۰۰۰ است که آن را تحت فشار و دماهای نسبتاً پائین پلیمریزه می‌کنند. چگالی این ماده بین ۹۴۱/۰ تا ۹۶۵/۰ است و بیشتر به وسیلهٔ فرایند مشکلی که پلیمریزاسیون زیگلر ناتا نامیده می‌شود، تهیه می‌کنند. MDPEپلی اتیلن با دانسیته متوسط است.
  4. پلی اتیلن با وزن مولکولی فوق العاده زیاد HMWPE) High Molecular Weight Polyethylene)پلی اتیلن سنگین با وزن مولکولی بالا (HMWPE) بعنوان یک هموپلیمر خطی یا کوپلیمری با میانگین وزنی جرم مولکولی (Mw) در محدوده حدود ۲۰۰,۰۰۰–۵۰۰,۰۰۰ تعریف می شود.رزین های HMWPE با استفاده از دو سیستم کاتالیستی اصلی تولید می شوند: کاتالیست های نوع  زیگلر و کاتالیست های بر پایه اکسید کروم. این کاتالست ها پلیمرهای خطی تولید می کنند که یا هموپلیمر اند (در زمانیکه محصولات با دانسیته بالا مورد نیاز باشد) یا کوپلیمر با دانسیته کم. کومنومرهای به کار رفته برای تولید کوپلیمر آخری، بوتان، هگزان و اکتان هستند.رزین های HMWPE ویسکوزیته بالای دارند، زیرا وزن مولکولی آنها زیاد است. این امر باعث مشکل در فرایند آن می گردد و لذا این محصول با توزیع جرم ملکولی پهن تولید می گردد. وجود جرم مولکولی بالا و دانسیته بالا ، HMWPE دارای خصوصیات سفتی خوب بهمراه مقاومت سایشی بیشتر از مقدار میانگین و مقاومت شیمیایی خوب ایجاد می کند. بعلت دمای ذوب نسبتا بالا استفاده از مواد پایدار کننده آنتی اکسیدانت و پایدارکننده فرایند ضروری است. محصولات HMWPE معمولا توسط فرایند اکستروژن تولید می گردد و فرایند قالبگیری تزریقی بندرت بکار می رود.کاربردهای اصلی HMWPE فیلم، لوله فشار، قطعات بادی بزرگ و ورق های اکسترودری هستند. فیلم های HMWPE کاربردهایی در کیسه های زباله، استرهای صنعتی و … است.لوله های HMWPE عمدتا در شبکه توزیع گار، توزیع و تامین آب، لوله های آبیاری، فاضلاب های صنعتی بکار می رود.

    قطعات بزرگ صنعتی مانند ظروف حمل۲۲۰ لیتری نیز با این مواد ساخته شده اند که توسط فرایند قالبگیری بادی (blow molding) تولید می شوند.

کاربردهای پلی اتیلن

حمل و نقل : باک بنزین های خودرو

بسته بندی : محصولات بسته بندی, صلب و سخت ( rigid) و نیمه سخت, فیلم ها ی بسته بندی  .

کالاهای مصرفی : کالاهای خانگی ، درب های بطری ،اسباب بازیها ،بطریهایی که به طریقه بادی قالب گیری می شون ، ظروف آشپزخانه

لوازم خانگی : اثاثیه گردش صحرایی در هوای آزاد و آبیاری ،مخازن قابل حمل ، اسباب

صنعتی : لوله ها ،اتصالات ،سطلها ، مخازن ، تجهیزات فرایندی و کالاها و قطعات سخت افزاری ویژه صنعت ساختمان

کالاهای الکتریکی  : کمپاند پلی اتیلن کاربرد آن تولید کابل های برق می باشد.

کاربردهای طبی : محصولات بهداشتی ، سینی های با کاربرد پزشکی و مخازن نگهداری دارو

 پلی اتیلن در یک نگاه

موارد استفاده: به صورت ترموپلاستیک، الیاف، لوله، فیلم و …

مونومر: اتیلن

روشهای پلیمریزاسیون: زنجیر رادیکالی آزاد

ریخت‌شناسی: بسیار بلورین (پلی اتیلن خطی)، بی نظم (آمورف) با درصد تبلور پایین (پلی اتیلن شاخه‌ای)

دمای ذوب: در حدود ۱۲۰-۱۳۰ درجه سانتیگراد

دمای انتقال شیشه‌ای: در حدود ۸۰- درجه سانتیگراد (با توجه به درصد تبلور پلیمر تغییر می‌کند)

واکنش شما چیست؟
I like it
0%
interested
0%
Hate it
0%
What
0%
درباره نویسنده
محسن نادری

دانشجوی مهندسی مکانیک – برنامه نویس و کارشناس امنیت شبکه

پاسخ بدهید