همونطور که در معرفی محصولات تولید شده شرکت پترو آرمان پلیمر پارس توضیح دادیم یکی از انواع مواد تولید شده در این مجموعه صنعتی پلی اتیلن ها هستن .
پلی اتیلن انواع مختلفی دارد ولی در حال حاضر در مجموعه پترو آرمان پلیمر پارس دو گونه پلی اتیلن خطی و تزریقی تولید میشود.
در اینحا قصد داریم در مورد پلی اتیلن و جزییات و انواع آن توضیخاتی رو ارائه کنیم.
پلی اتیلن نوعی پلیمر است که به دلیل خواص عالی در صنایع مختلف کاربرد فراوانی دارد. این یک ماده ترموپلاستیک است که از واحدهای مونومر اتیلن ساخته شده است. پلی اتیلن به دلیل دوام عالی، انعطاف پذیری و مقاومت در برابر مواد شیمیایی و ضربه شناخته شده است. همچنین سبک وزن است و نقطه ذوب پایینی دارد که پردازش آن را آسان می کند و به اشکال مختلف تبدیل می شود.
در نهایت اگر بخواهیم توصیف کوتاهی از پلی اتیلن داشته باشیم باید بگویم:
پلی اتیلن، پلیمر جادویی که دنیای بسته بندی و پلاستیک را متحول کرد!
شکی نیست که پلی اتیلن به یک نام آشنا تبدیل شده است.
سبک وزن، بادوام ، فوق العاده و همه کاره است. پلی اتیلن چه در کیسه های خواربار فروشی و چه در پارچ های شیر استفاده می شود، زیبایی این ماده در گستره وسیع چگالی آن – از چگالی کم تا چگالی بالا – نهفته است که به تولیدکنندگان اجازه می‌دهد انواع مختلفی از محصولات را برای اهداف خاص مانند ورق‌های بافت برای کف‌های مقاوم در برابر لغزش و لوله‌های محکم برای سیستم‌های لوله‌کشی ایجاد کنند. پلی اتیلن همچنین در برابر آب مقاوم است و در عایق بندی الکتریسیته عملکرد خوبی دارد و آن را برای محافظت از کابل های برق یا به عنوان عایق ضد آب در پشت بام ها در طول پروژه های ساختمانی هم استفاده میشود.
پلی اتیلن را می توان به راحتی چندین بار بازیافت کرد بدون اینکه کیفیت خود را از دست بدهد.
خواص پلی اتیلن را می توان به خواص مکانیکی، شیمیایی، الکتریکی، نوری و حرارتی تقسیم کرد
قصد داریم خیلی جزیی در مورد هر یک از خواص ذکر شده توضیحاتی رو ارائه کنیم.
پلی اتیلن از استحکام، سختی و سفتی کم برخوردار است، اما دارای شکل پذیری و مقاومت ضربه ای بالا و همچنین اصطکاک کم است. خزش قوی را تحت نیروی مداوم نشان می دهد که می تواند با افزودن الیاف کوتاه کاهش یابد. هنگام لمس احساس مومی شدن می کند.
کاربرد تجاری پلی اتیلن به دلیل نقطه ذوب پایین آن در مقایسه با سایر ترموپلاستیک ها محدود شده است. برای درجات تجاری رایج پلی اتیلن با چگالی متوسط و بالا، نقطه ذوب معمولاً در محدوده 120 تا 130 درجه سانتیگراد است. نقطه ذوب پلی اتیلن متوسط تجاری با چگالی کم معمولاً 105 تا 115 درجه سانتی گراد است. این دماها به شدت با نوع پلی اتیلن متفاوت است، اما حد بالای نظری ذوب پلی اتیلن 144 تا 146 درجه سانتیگراد گزارش شده است. احتراق معمولاً در دمای بالای 349 درجه سانتیگراد رخ می دهد.
پلی اتیلن از هیدروکربن های غیرقطبی، اشباع و با وزن مولکولی بالا تشکیل شده است. بنابراین رفتار شیمیایی آن شبیه پارافین است. تک تک ماکرومولکول ها به صورت کووالانسی به هم مرتبط نیستند. به دلیل ساختار مولکولی متقارنشان، تمایل به کریستال شدن دارند. پلی اتیلن به طور کلی تا حدی کریستالی است. بلورینگی بیشتر باعث افزایش چگالی و پایداری مکانیکی و شیمیایی می شود.
اکثر گریدهای LDPE، MDPE و HDPE دارای مقاومت شیمیایی عالی هستند، به این معنی که توسط اسیدهای قوی یا بازهای قوی مورد حمله قرار نمی گیرند و در برابر اکسیدان های ملایم و عوامل کاهنده مقاوم هستند. نمونه های کریستالی در دمای اتاق حل نمی شوند.
پلی اتیلن هنگام قرار گرفتن در معرض نور خورشید می تواند شکننده شود، کربن سیاه معمولاً به عنوان تثبیت کننده UV استفاده می شود.
پلی اتیلن یک عایق الکتریکی خوب است. مقاومت درختی الکتریکی خوبی را ارائه می دهد. با این حال، به راحتی بار الکتریکی می شود (که می تواند با افزودن گرافیت، کربن سیاه یا عوامل ضد الکتریسیته ساکن کاهش یابد).
بسته به تاریخچه حرارتی و ضخامت فیلم، پلی اتیلن می تواند بین تقریبا شفاف (شفاف)، شیری مات (نیمه شفاف) و مات متفاوت باشد. LDPE بیشترین، LLDPE کمی کمتر و HDPE کمترین شفافیت را دارد. اگر بلورها بزرگتر از طول موج نور مرئی باشند، شفافیت توسط بلورها کاهش می یابد.
طبقه بندی :
پلی اتیلن بر اساس چگالی و انشعاب آن طبقه بندی می شود. خواص مکانیکی آن به طور قابل توجهی به متغیرهایی مانند میزان و نوع انشعاب، ساختار کریستالی و وزن مولکولی بستگی دارد. پلی اتیلن انواع مختلفی دارد:
پلیمر است که به علت مزایای فوق العاده‌ای که دارد، در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرد. این پلیمر دارای وزن مولکولی بسیار بالایی است و به علت این خصوصیت، خواص فیزیکی منحصر به فردی دارد که آن را از دیگر پلیمرها متمایز می‌کند.
یکی از استفاده‌های این پلیمر، ساخت قطعاتی است که نیازمند خصوصیات مکانیکی بسیار بالا هستند، به عنوان مثال، صفحات لغزشی، سطوح فرسایشی و بدنه های برخورد در صنایعی مانند صنعت خودرو، صنعت هوایی و دریایی.
همچنین این پلیمر در پوشش لباس های نجات و ماسک‌های مخصوص نیز استفاده میشود زیرا دارای خصوصیات ضد آب، ضد سایش و ضد خراش است. به دلیل دوام و مقاومت بالای این پلیمر در برابر شکست و خوردگی، همچنین می‌تواند به عنوان جایگزینی مناسب برای فلزات در برخی از کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار گیرد.
یا پلی‌اتیلن با وزن مولکولی بسیار پایین، همچنین با نام PE-WAX نیز شناخته میشود. این پلیمر از پلی‌اتیلن با وزن مولکولی کمتر از 10،000 ساخته شده است که در مقایسه با پلی‌اتیلن با وزن مولکولی بالاتر، خواص فیزیکی آن کمتر است.
استفاده اصلی این پلیمر در صنایع کاغذسازی، پلاستیک‌های شیمیایی و لاستیک سازی است. به عنوان مثال، از آن برای بهبود ویژگی‌های فیزیکی مواد شیمیایی و پلاستیکی مانند نرمی، لطافت، پایداری حرارتی و افزایش سرعت خروجی در فرآیند تولید استفاده میشود.
همچنین، ULMWPE به عنوان عامل پایداری حرارتی و ضد زنگ در تولید پوشش‌های حرارتی و ضد زنگ برای کابل‌های برق و صنایع خودرو و در تهیه محصولات آرایشی و بهداشتی نیز کاربرد دارد. در کل، ULMWPE به دلیل خواص فیزیکی منحصر به فرد خود، به یکی از پلیمرهای حیاتی در صنایع مختلف تبدیل شده است.
یکی از انواع پلی‌اتیلن‌هاست که به علت وزن مولکولی بالایی که دارد، خواص فیزیکی بسیار بالایی را از جمله مقاومت در برابر سایش، خوردگی، تغییر شکل، ضربه و حرارت را داراست. این پلیمر از دانسیته بالایی برخوردار است و بسیار سخت و محکم است.
HMWPE در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. به عنوان مثال، در صنایع خودروسازی، از آن برای ساخت بدنه‌های خودرو، پوشش‌های داخلی و خارجی، تجهیزات حفاظتی و صنایع نفت و گاز برای ساخت لوله‌ها و قطعاتی که نیازمند مقاومت بالا در برابر خوردگی و آب شور هستند، استفاده میشود.
همچنین، در صنعت غذایی، از HMWPE برای تولید بسته‌بندی های غذایی و ورق‌هایی که در تماس با غذا هستند، استفاده میشود. از آنجا که این پلیمر مقاوم در برابر چربی، روغن و اسید است، بسته‌بندی‌هایی که از HMWPE ساخته شده‌اند، برای بسته‌بندی مواد غذایی مناسب هستند.
همچنین، HMWPE در صنایع پزشکی برای ساخت پروتز‌های مفصلی، ایمپلنت های دندانی و ابزارهای جراحی نیز استفاده میشود.
پلی اتیلن با چگالی بالا (High-density polyethylene یا HDPE) یکی از انواع پلاستیک‌های پلیمری است که برای تولید شیشه‌های پلاستیکی، قطعات خودرو، لوله‌های صنعتی و آبیاری، بطری‌های شیرینگی، جعبه‌های شکلات و بسته‌بندی‌های مواد غذایی استفاده میشود. این نوع پلاستیک با چگالی بالا، سختی و مقاومت فشاری بالایی دارد و در مقابل خوردگی، حرارت، تغییرات دما و مواد شیمیایی مقاوم است.
HDPE از مواد پلیمری به دست می‌آید که به دلیل داشتن اتم‌های هیدروژن بسیاری در مولکول آن، چگالی بالایی دارد. مولکول های پلی اتیلن در HDPE به صورت زنجیره‌ای پیوسته و بدون شاخه‌های جانبی به هم پیوسته‌اند که باعث میشود چگالی بالایی داشته باشد.
HDPE به دلیل ویژگی‌هایش مانند مقاومت بالا در برابر تغییرات دما، مقاومت در برابر خوردگی و شیمیایی‌ها، سبکی و انعطاف‌پذیری مناسب، در صنایع مختلفی مانند خودروسازی، ساختمان‌سازی، بسته‌بندی و بسیاری صنایع دیگر استفاده میشود.
پلی اتیلن با چگالی بالا و تراکمی بالا (High-density cross-linked polyethylene یا HDXLPE) یک نوع پلیمر مصنوعی است که با تصفیه و برش مولکولی پلی اتیلن با چگالی بالا، به وجود می‌آید. در این فرآیند، مولکول‌های پلی اتیلن با چگالی بالا به دنبال تصفیه، به صورت یک ساختار متراکم‌تر تراکمی بالاتر تبدیل می‌شوند.
در HDXLPE، به دلیل وجود پلیمرهایی با مولکول‌های بلند، دارای سختی، مقاومت به فشار و خستگی، مقاومت به خوردگی، مقاومت به حرارت و تغییرات دما و همچنین مقاومت در برابر تابش‌های مضر از جمله پرتوهای UV و X-ray است. به علاوه، این نوع پلاستیک از اثرات نامطلوب اشعه گاما و رادیوکتیو پرتوهای دیگر نیز در مقابله با روکش‌های ضد آب و سایر مواد شیمیایی مقاومت بالایی دارد.
به دلیل ویژگی‌های منحصر به فرد خود، HDXLPE در بسیاری از صنایع مانند صنایع پزشکی، خودروسازی، صنعت پالایشگاهی، انرژی، ابزارهای الکتریکی، ورزشی و سایر صنایع مصرفی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
پلی اتیلن متقاطع یا PEX (همچنین به عنوان XLPE نیز شناخته میشود)، یک نوع پلاستیک با خواص بسیار متنوع است که با استفاده از تصفیه و تقویت مولکولی پلی اتیلن به وجود می‌آید. در فرایند متقاطع کردن، مولکول‌های پلی اتیلن با استفاده از ایزومرهای متفاوتی از مواد شیمیایی متقاطع می‌شوند، که منجر به افزایش مقاومت به حرارت، فشار، سایش، شکست و شیمیایی می‌گردد.
PEX دارای خواصی مانند انعطاف پذیری بالا، مقاومت به خوردگی، عایق الکتریکی بودن، ضدعفونی کننده بودن، ضدخش و ضدخوردگی بودن است. همچنین، با توجه به مولکول‌های متقاطع، PEX دارای مقاومت بسیار بالا در برابر حرارت، فشار، نفوذ گاز، و عوامل خورنده و شیمیایی می‌باشد.
PEX در صنعت ساختمان از جمله لوله‌های آب، گاز، حرارتی و فاضلاب، مصارف خودروسازی، صنایع الکتریکی و الکترونیکی و صنایع نفت و گاز به عنوان لوله‌های نقلیه مورد استفاده قرار می‌گیرد. به علاوه، با توجه به خواص حرارتی بالای آن، در سیستم‌های گرمایش و سرمایش، پوشش‌های کابل، صنایع خودروسازی و صنایع الکترونیکی نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.
پلی اتیلن با چگالی متوسط یا MDPE یک نوع پلیمر است که در صنعت پلاستیک بسیار پرکاربرد است. MDPE یک نوع پلی اتیلن با چگالی بین پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE) و پلی اتیلن با چگالی پایین (LDPE) است.
MDPE دارای خواص فیزیکی بسیار خوبی است که آن را برای کاربردهای مختلفی در صنعت مناسب می‌کند. به طور کلی، این پلیمر مقاومت بالایی در برابر ضربه، خمش و ترک دارد و همچنین برای مقاومت در برابر شیمیایی‌های مختلف، حرارت و UV مناسب است.
از کاربردهای رایج MDPE می‌توان به لوله‌های گاز، لوله‌های آب، لوله‌های فاضلاب، ظروف ذخیره‌سازی شیمیایی، کیسه‌های پلاستیکی، ظروف آبیاری، محافظت در برابر رطوبت، پوشش‌های گرمایی و صنایع کشاورزی اشاره کرد.
پلی اتیلن با چگالی پایین خطی یا LLDPE یک نوع پلیمر است که در صنعت پلاستیک بسیار پرکاربرد است. در LLDPE، زنجیره‌های پلیمری خطی با ساختاری نیمه‌باز استفاده شده‌اند که باعث ایجاد چگالی پایین و خواص فیزیکی منحصربه‌فرد در این پلیمر میشود.
LLDPE دارای خواص فیزیکی بسیار خوبی است که آن را برای کاربردهای مختلفی در صنعت مناسب می‌کند. این پلیمر دارای مقاومت بسیار خوبی در برابر شکستن، سایش و پارگی است و همچنین دارای انعطاف‌پذیری و استحکام کششی بالایی است. علاوه بر این، LLDPE مقاوم در برابر اشعه UV، حرارت و شیمیایی‌های مختلف است.
از کاربردهای رایج LLDPE می‌توان به لوله‌های آب، لوله‌های گاز، بسته‌بندی غذایی، کیسه‌های پلاستیکی، پوشش‌های پلیمری و صنایع کشاورزی اشاره کرد. به دلیل ویژگی‌های منحصربه‌فرد آن، LLDPE به عنوان یکی از مهمترین نوع پلیمرهای مورد استفاده در صنایع پلاستیکی و بسته‌بندی در سراسر جهان شناخته میشود.
لوله چیپسی (LDPE) یکی از انواع پلیمرهای حرارتی است که از مونومر اتیلن ساخته شده است. این پلیمر بسیار عایق بوده و در برابر مواد شیمیایی و آب مقاوم است، بنابراین معمولاً در صنایع بسته بندی، کیسه های پلاستیکی، لوله های آب و فاضلاب، لوازم التحریر و سایر محصولات پلاستیکی استفاده می شود. به دلیل نرمی و انعطاف پذیری بالا، LDPE همچنین برای تولید بسته بندی های پوشش دار برای محصولات الکترونیکی و دارویی، صنایع پوشاک، و محصولات بازیافتی نیز استفاده می شود.
پلی اتیلن با چگالی بسیار پایین (VLDPE) یک پلیمر ترموپلاستیکی است که به طور گسترده ای در صنایع مختلف مانند بسته بندی، لوله کشی، صنایع خودرو و … استفاده می شود. VLDPE به دلیل داشتن چگالی پایین، انعطاف پذیری بالا، مقاومت بالا در برابر ضربه و خوردگی و عدم جذب آب، به خوبی مناسب برای برخی کاربردهای ویژه است. این نوع پلیمر به طور معمول از مونومرهای اتیلن و بوتن شکل می گیرد و در فرآیند پلیمریزاسیون به وجود می آید.
پلیمر کلره شده (CPE) یک نوع پلیمر ترموپلاستیکی است که با افزودن کلر به پلی اتیلن تولید می شود. این پلیمر به دلیل خواص خوبی که دارد، به طور گسترده ای در صنایع مختلف مانند خودرو، لوله کشی، کفپوش، بسته بندی و … استفاده می شود. خصوصیات CPE شامل مقاومت بالا در برابر ضربه، خوردگی، اتصال پذیری خوب با مواد دیگر و دارا بودن قابلیت پردازش حرارتی و شکل دهی بهتر از پلی اتیلن است. همچنین، پلیمر کلره شده نیز مانند پلی اتیلن، قابلیت بازیافت را داراست که به عنوان یکی از مزایای آن محسوب می شود.