امروزه کارخانجات تولیدی در تلاش هستند تا برای تولید محصولات پلاستیکی خود از موادی استفاده کنند که در عین مقاومت بالا از وزن کمتری برخوردار بوده و نیز قیمت مناسبی داشته باشند. بعد از کشف کاتالیزورهای مناسب جهت تسریع فرآیند پلیمریزاسیون در سال ۱۹۵۰ مواد پلی اتیلن در مقیاس صنعتی تولید انبوه شد و سپس استفاده از مواد پلی اتیلن در صنایع پلاستیک سازی رواج پیدا کرد زیرا این مواد وزن کمی داشتند اما از مقاومت بالایی برخوردار بودند و همچنین قیمت مقرون به صرفه تری داشتند.
پلی اتیلن‌ها از طریق پلیمریزاسیون گاز اتیلن یا C2H4 تولید می‌شوند. پلی اتیلن دارای ساختار بسیار ساده‌ای میباشد و از تمام پلیمرهای تجاری ساده‌تر است. به همین دلیل در صنایع پلاستیک سازی ازجمله اسباب بازی های پلاستیکی، فیلتر کشاورزی و غیره.. کاربرد فراوانی دارد.
از مزایای پلی اتیلن نسبت به سایر پلیمرها که باعث کاربرد فراوان این ماده در صنایع پلاستیک سازی شده است وزن کم این ماده است که باعث کاهش هزینه‌های حمل و نقل می‌شود و همچنین مقاومت آن که در برابر رطوبت و پدیده‌های جوی و دمایی بسیار بالاست. بزرگترین عیب مواد پلی اتیلن آسیب‌پذیری آن در برابر ضربه است که باعث شکستگی آن می‌شود.
انواع پلی اتیلن چیست؟
با استفاده از روش پلیمریزاسیون می‌توان دانسیته (چگالی) و وزن مولکولی مواد پلی اتیلن را کنترل کرد. این مواد از این نظر در چند نوع تقسیم‌بندی می‌شوند:
- پلی اتیلن سنگین (HDPE)
- پلی اتیلن سبک (LDPE)
- پلی اتیلن متوسط (MDPE)
- پلی اتیلن سبک خطی (LLDPE)
- و…
تفاوت این محصولات تنها در چگالی و وزن مولکولی آن‌هاست که باعث شده است برای کاربرد در صنایع مختلف مناسب باشند.
ویژگی‌های پلی اتیلن سنگین
پلی اتیلن سنگین یا HDPE یکی از انواع مواد پلی اتیلن است که که نسبت به سایر ترکیبات، از چگالی و وزن مولکولی بیشتر و بالاتری برخوردار است و به همین دلیل به نام پلی اتیلن سنگین شهرت یافته است. این نوع پلی اتیلن دارای دانسیته یا چگالی ۰.۹۴۱ تا ۰.۹۶۵ است و به همین دلیل در دسته مواد ترموپلاستیک طبقه بندی می‌شود.
برای تولید پلی اتیلن سنگین در ابتدا باید گاز متان طی فرآیندی به اتیلن تبدیل شود. پس از تبدیل متان به اتیلن با اعمال دما و فشار اتیلن تبدیل به پلی اتیلن می‌شود. پس از بدست آمدن پلی اتیلن نوبت به تبدیل آن به یکی از انواع پلی اتیلن است. به این کار پلیمره کردن گفته می‌شود. پلیمریزاسیون به دو روش انجام می‌شود و حاصل هر روش محصول خاصی از پلی اتیلن است.
- پلیمریزاسیون فشار بالا
- پلیمریزاسیون فشار پایین
در پلیمریزاسیون فشار پایین دو نوع محصول بدست می‌آید؛ پلی اتیلن سنگین (HDPE) و پلی اتیلین خطی سبک (LLDPE). فشار عملیاتی وارده بر پلی اتیلن در این روش بین ۱۰ تا ۸۰ بار است. دمای عملیاتی نیز بین ۷۰ تا ۳۰۰ درجه سانتیگراد متغیر است.
مزایا پلی اتیلن سنگین
پلی اتیلن سنگین با توجه به چگالی، وزن مولکولی و روشی که برای تولید آن به کار می‌رود دارای یک سری مزایایی است که استفاده از آن را نسبت به مواد مشابه توجیه‌پذیر می‌کند. مزایایی از قبیل:
- مقاومت بالا در برابر ضربه
- قیمت مقرون به صرفه
- مقاومت در برابر رطوبت
- مقاومت در برابر مواد شیمیایی
- پردازش سریع با تمام روش‌های ترموپلاستیک
معایب پلی اتیلن سنگین :
پلی اتیلن سنگین به دلایل مختلف از جمله چگالی آن، دارای معایبی می باشد که باید از آنها اطلاع داشته باشید، این معایب به روایت زیر میباشد:
- مقاومت پایین در برابر فرسایش هوا
- ظرفیت دمایی پایین
- قابلیت اشتعال
- انبساط حرارتی بالا
کاربردهای پلی اتیلن سنگین
به علت خواص پلی اتیلن سنگین، این ماده کاربرد های متعددی دارد که شامل موارد زیر است
- ساخت بطری‌های پلاستیکی:
قابلیت بازیافت مواد پلی اتیلن سنگین باعث شده است که برای ساخت ظروف پلاستیکی مناسب باشند. همچنین به علت نفوذ ناپذیری این مواد برای ساختن بطری‌ها و ظروف نگهدارنده مواد غذایی و نوشیدنی بسیار مناسب هستند.
- محفظه مواد شیمیایی:
یکی از مزایای این مواد مقاومت بالای آن در برابر ترکیبات شیمیایی است. از این رو برای ساخت ظروف نگهدارنده شامپو، نرم‌کننده‌ها، محصولات شوینده خانگی و حتی روغن های موتور بسیار مناسب هستند.
- ساخت لوله و تجهیزات آبیاری:
استحکام مواد پلی اتیلن سنگین به خصوص در برابر رطوبت و تغییرات جوی و همچنین مقاومت بسیار خوب در برابر اشعه فرابنفش بالاست. این امر باعث شده است که این مواد برای ساخت لوله‌های کشاورزی و غیره و به خصوص استفاده در فضاهای بیرونی بسیار مناسب باشند.
- ساخت اسباب بازی:
به علت مقاومت این مواد در برابر اشعه UV استفاده از آن در ساخت اسباب بازی باعث محافظت آن در برابر اشعه و تغییر رنگ می‌شود.
