پلی اتیلن یک پلیمر ترموپلاستیک کریستالی متغیر است که کاربردهای بسیار متنوعی دارد. در این بخش قصد داریم تا به معرفی انواع پلی اتیلن و بررسی پلی اتیلن سنگین و سبک خطی و کاربردهای هر یک می پردازیم.
در ابتدا باید بگوییم که پلی اتیلن یکی از پرمصرف ترین پلاستیک های تولید شده است که سالانه ده ها میلیون تن در سراسر جهان تولید می شود. پلی اتیلن ها انواع گوناگون با کاربردهای خاص دارند.
بطور مثال، LDPE در کیسه های دسته دار استفاده می شود، HDPE در تجهیزات ساخت و ساز مانند لوله های انتقال آب، و UHMW در مواردی مانند تجهیزات پزشکی و جلیقه های ضد گلوله کاربرد دارد.
رایج ترین طبقه بندی پلی اتیلن عبارت است از:
و انواع دیگر پلی اتیلن عبارتند از:
پلی اتیلن سبک کم چگالی (LDPE) ماده ای بسیار منعطف با خواصی منحصر به فرد است که انعطاف پذیری بالا اما استحکام و کشش پایینی دارد.
پلی اتیلن سبک را بیشتر با نام نایلون می شناسیم که هر روزه در حال استفاده از آن هستیم. از معروف ترین محصولات نایلونی می توان کیسه های دسته دار موجود در فروشگاه ها را نام برد.
از کاربردهای نایلون:
پلی اتیلن با چگالی کم (پلی اتیلن سبک یا LLDPE) که مشابه LDPE است، اما خواص آن را با تنظیم اجزای فرمول میتوان تغییر داد، و فرآیند تولید آن نسبت به LDPE انرژی کمتری دارد. از این ساختار کریستالی بیشتر در پلاستیک کارتن های شیر، مواد شوینده لباسشویی، سطل های زباله و تخته های برش استفاده می شود.
پلی اتیلن سنگین (HDPE) را بیشتر با نام نایلکس می شناسید که مهمترین کاربردهای آن عبارتند از :
پلی اتیلن با وزن مولکولی فوق العاده بالا (UHMW) که وزن مولکولی آن معمولاً بسیار بیشتر از HDPE است، و می توان آن را به نخ هایی با استحکام کششی چندین برابر بیشتر از فولاد تبدیل کرد و اغلب در جلیقه های ضد گلوله به کار می روند.
پلی اتیلن بر اساس نوع روشی که پلاستیک به گرما پاسخ می دهد، به عنوان یک ترموپلاستیک شناخته می شود. مواد ترموپلاستیک در نقطه ذوب خود به مایع تبدیل می شوند. یکی از ویژگی‌های مفید ترموپلاستیک ها این است که میتوان آنها را تا نقطه ذوب خود گرم، سرد و مجدداً بدون تخریب قابل توجه دوباره گرم کرد.
ترموپلاستیک‌ها مانند پلی اتیلن به جای سوختن مایع می‌شوند، که این امر به آنها اجازه می‌دهد تا به راحتی قالب‌گیری شده و سپس بازیافت شوند. در مقابل، پلاستیک های ترموست را فقط یک بار می توان گرم کرد و برای بار دوم می سوزند و دقیقا به خاطر این ویژگی برای بازیافت بسیار ضعیف می باشند.
در جدول زیر به صورت جامع ویژگی های هر پلی اتیلن ذکر شده است که میتوانید به راحتی آنها را با یکدیگر مقایسه کنید:
| LDPE | LLDPE | HDPE | |
| چگالی، g/cm3 | ۰٫۹۱-۰٫۹۲۵ | ۰٫۹۴۱-۰٫۹۶۵ | ۰٫۹۰-۰٫۹۱ |
| مقاومت کششی، MPa | ۶۰ | ۸۱ | ۷۰ |
| ماژول الاستیسیته، MPa | ۴۵۰۰ | ۴۷۰۰ | ۴۱۰۰ |
| قدرت تسلیم، Mpa | ۴۰-۶۰ | ۶۰-۸۰ | ۵۰-۷۰ |
| میزان سختی | ۲۷۵ | ۳۱۵ | ۲۹۵ |
| چقرمگی ضربه (کیلوژول بر متر مربع) | ۱٫۴-۱٫۶ | ۱٫۶-۱٫۹ | ۱٫۴-۱٫۸ |
| حداکثر دمای استفاده، درجه سانتیگراد | ۱۵۰ | ۱۸۰ | ۱۷۰ |
پلی اتیلن مانند سایر پلاستیک ها، با تقطیر سوخت های هیدروکربنی (به خصوص اتان) به گروه های سبک تر که برخی از آنها با سایر کاتالیزورها که برای تولید پلاستیک ترکیب می‌شوند، تولید می شود.
پلی اتیلن بیشتر در حمل و نقل مواد غذایی استفاده می شود، و اگر استنشاق شود و یا به صورت بخار یا مایع در پوست یا چشم جذب شود، می تواند سمی باشد و به همین دلیل در استفاده از پلی اتیلن های مایع یا ذوب شده باید نهایت دقت را بکار گیرید.
در حال حاضر این دو متریال جزء پر مصرف ترین پلیمرها و هر دو پلی اولفین هستند، تصمیم گیری درباره انتخاب و بکارگیری هر کدام به کاربرد و نیاز شما بستگی دارد.
پلی اتیلن ها معمولا به دلیل انعطاف پذیری عالی، بیشتر برای فیلم ها و ورق های بسته بندی استفاده می شوند، از طرف دیگر پلی پروپیلن محکم تر از پلی اتیلن است؛ این در حالی است که هر دو پلیمر از نظر مقاومت شیمیایی عالی هستند، و هر دو در برابر اشعه ماوراء بنفش عملکرد ضعیفی دارند.
در جدول زیر به مقایسه مهمترین پلیمرها پرداخته ایم:
| LDPE | LLDPE | HDPE | |
| نام کامل پلیمر | پلی اتیلن کم چگالی | پلی اتیلن با چگالی کم خطی | پلی اتیلن با چگالی بالا |
| ساختار | درجه بالای انشعاب زنجیره کوتاه + انشعاب زنجیره بلند | درجه بالای انشعاب زنجیره کوتاه | خطی (یا درجه پایین انشعاب زنجیره کوتاه) |
| کاتالیزور و فرآیند | استفاده از پلیمریزاسیون رادیکال به روش لوله ای یا روش خودکار کلاو | استفاده از کاتالیزور Ziegler-Natta یا کاتالیزور متالوسن | کاتالیزور Ziegler-Natta در: – پلیمریزاسیون تک مرحله ای – پلیمریزاسیون چند مرحله ای یا کاتالیزور از نوع کروم یا فیلیپس |
| تراکم | ۰٫۹۱۰-۰٫۹۲۵ g/cm3 | ۰٫۹۱-۰٫۹۴ g/cm3 | ۰٫۹۴۱-۰٫۹۶۵ g/cm3 |
| بلورینگی | کم کریستالی و آمورف زیاد (کمتر از ۵۰-۶۰ درصد کریستالی) | نیمه کریستالی، سطح بین ۳۵ تا ۶۰ درصد | کریستالی بالا و آمورف کم (بیش از ۹۰٪ کریستالی) |
| مشخصات |
|
در مقایسه با LDPE، دارای:
|
|
| کد بازیافت | |||
| کاربردهای عمومی | بسته بندی کوچک، فیلم ها، کیسه های زباله بطری های فشرده، قالب های اکستروژن و لمینت ها | کیسه های با کارایی بالا، فیلم های بالشتک، فیلم های جداکننده لاستیک، آسترهای صنعتی، فیلم های الاستیک، کیسه های یخ، کیسه های بسته بندی تکمیلی و کیسه های زباله |
|
با توجه به اینکه از پلی اتیلن بیشتر برای فیلم های بسته بندی استفاده می شود، بهتر است بدانید که هر نوع پلی اتیلن چه مزیت هایی نسبت به دیگری دارد.
| پلیمر | ویژگی ها | کاربرد فیلم بسته بندی |
| LDPE/LLDPE |
|
|
| HDPE |
|
|
| PP |
|
|
| PVC |
|
|
| PET |
|
|
| PVDC |
|
|
| EVOH |
|
|
| Nylon |
|
|
| EVA |
|
|
بیشتر بسته بندی هایی که روزانه استفاده می کنیم، تولید شده به صورت لمینتی با استفاده از چسب یا حرارت است.
LDPE و HDPE طبیعتاً تجزیه ناپذیر هستند و سهم قابل توجهی در تولید زباله های پلاستیکی در جهان دارند.
هر دو شکل پلی اتیلن سنگین و سبک قابل بازیافت هستند و برای تولید بطری برای اقلام غیر غذایی، پلاستیک برای کاربردهای خارج از منزل، سطل های کمپوست و غیره مورد استفاده قرار می گیرند.
