پلی اتیلن از خانواده پلیمرهای گرمانرم است که با رسیدن به نقطه ذوب به حالت مایع در می‌آید و هنگام رسیدن به نقطه انجماد خود به حالت جامد تبدیل می‌شود. پلی اتیلن همان سنتز شیمیایی اتیلن است که اغلب از ترکیب نفت خام و گازهای طبیعی حاصل می‌شود. پلی ایتلن با نام‌های polythene و polyethylyne نیز شناخته می‌شود و علامت اختصاری آن PE است.

همانطور که اشاره کردیم، پلی اتیلن یکی از گرمانرم‌ها به شمار می‌رود که از طریق پلیمریزاسیون گاز اتیلن موسوم به C2H4 حاصل می‌شود. پلی اتیلن برای ساخت ترکیبات پلاستیکی مورد استفاده قرار می‌گیرد و موارد مصرف آن بسیار وسیع است. از طریق روش‌های پلیمریزاسیون و کاتالیست‌ها می‌توان چگالی، بلورینگی، شبکه‌ای شدن و درجه شاخه‌ای، شاخص جریان مذاب یا MFI، وزن مولکولی و توزیع مولکولی را در انواع پلی اتیلن کنترل کرد.

پلی اتیلن در مقایسه با سایر پلیمرهای تجاری دارای ساختار بسیار ساده‌ای است. یک مولکول پلی اتیلن، زنجیر بلندی از اتم‌های کربن است که به هر اتم کربن دو اتم هیدروژن چسبیده است. پلیمرهایی که دارای وزن مولکولی پایین‌تری هستند بعنوان لوبریکنت یا روان کننده مورد استفاده قرار می‌گیرند. پلیمرهایی که وزن مولکولی متوسطی دارند، واکس‌های مخلوط‌پذیر با پارافین هستند و در نهایت، پلیمرهای سنگین با وزن بالای 6000 بیشترین حجم مصرف را در صنعت پلاستیک دارند.

تاریخچه پلی اتیلن

 پلیمر واژه‌ای یونانی است که از ترکیب پلی (چند) و مر(واحد یا قسمت) ساخته شده است. گاهی پلیمرها را به اشتباه پلاستیک، رزین یا الاستومر نیز می‌نامند. واژه پلیمر برای اولین بار در سال 1835توسط شیمیدانی به نام رنالت، به کار برده شد و اولین کاربرد تجاری پلیمر با کشف کائوچو در سال 1834 آغاز شد. در سال 1862 اولین پلاستیک مصنوعی با نام نیترات سلولز کشف و سپس در سال 1868 روانه بازار شد.
در سال 1938 نایلون، در سال 1942 پلی اتیلن، در سال 1957 پلی پروپیلن، در سال 1974 پلی بوتیلن و در سال 1985 پلیمرهای کریستال مایع برای ساخت قطعات الکترونیکی رایج شدند. اولین پلاستیک‌های صنعتی مدرن حدود 100 سال پیش رواج پیدا کردند، اما در دهه‌های اخیر، شاهد رشد فزاینده و انواع مختلف پلاستیک در صنایع بوده‌ایم.

پلیمرها را به سه نوع پلیمرهای طبیعی، مصنوعی و طبیعی اصلاح شده تقسیم‌بندی می‌کنند. تا به امروز در حدود 60 نوع پلیمر بسیار مهم روانه بازار شده‌اند که بیش از 2000 مشتقات داشته‌ و همچنان در حال افزایش است. پلیمرهای گرمانرم یا پلی‌اولفین‌ها خواص تقریبا مشابه و فرمولاسیونی شبیه به هم دارند که پلی اتیلن‌ها، پلی پروپیلن‌ها و پلی بوتلین‌ها از انواع مهم آن هستند.

انواع مختلف پلی اتیلن کدامند؟

اتیلن‌ها را بر اساس دانسیته آن‌ها طبقه‌بندی می‌کنند؛ اندازه زنجیر پلیمر، نوع و تعداد شاخه‌های موجود در زنجیر، تعیین کننده میزان دانسیته اتیلن‌ها هستند.

همانطور که قبلا اشاره کردیم، پلی اتیلن‌ها به سه نوع سنگین، متوسط و سبک تقسیم می‌شوند. انواع دیگری از پلی اتیلن وجود دارد که به آن پلی اتیلن با دانستیه پایین یا پلی اتیلن خطی و پلی اتیلن با دانسیته متوسط گفته می‌شود. در این بخش به معرفی انواع پلی اتیلن می‌پردازیم.

پلی اتیلن خطی با دانسیته پایین موسوم به LLDPE

پلی اتیلن  LLDPE یک پلیمر خطی با شاخه‌های کوتاه است که از طریق کوپلیمریزاسیون اتیلن با آلکن‌های بلند زنجیر حاصل می‌شوند.

MDPE

MDPE پلی اتیلنی با دانسیته متوسط است که در تولید اتصالات لوله‌کشی و ساخت لوله‌های پلاستیکی کاربرد دارد.

پلی اتیلن سبک، موسوم به LDPE

 این نوع پلی اتیلن دارای زنجیری شاخه‌‌دار است، در نتیجه زنجیرهای آن به خوبی قادر نیستند با یکدیگر پیوند برقرار کنند و نیروی بین مولکولی ضعیف‌تر و استحکام کششی کمتری دارند. علاوه‌بر این، این نوع پلیمر دارای ویژگی انعطاف‌پذیری و امکان تجزیه به وسیله میکرو ارگانی‌ها است. پلی اتیلن LDPE از طریق روش پلیمریزاسیون رادیکالی تولید می‌شود.

پلی اتیلن سنگین، موسوم به HDPE

HDPE دارای زنجیر پلیمری بدون شاخه است، در نتیجه نیروی بین مولکولی در زنجیره آن قدرتمندتر و استحکام کششی آن در مقایسه با سایر پلی اتیلن‌ها بالاتر است. در تولید پلی اتیلن سنگین یا HDPE، نوع کاتالیزور و شرایط واکنش بسیار تاثیرگذار است. معمولا روش پلیمریزاسیون با کاتالیزور زیگلر-ناتا برای تولید پلی اتیلن بدون شاخه استفاده می‌شود.

 

پلی اتیلن چه کاربردهایی دارد؟

 پلی اتیلن در تولید انواع محصولات پلاستیکی مورد استفاده در آشپزخانه و صنایع غذایی کاربرد بسیار گسترده‌ای دارد. پلی اتیلن LDPE در تولید کیسه‌های پلاستیکی و انواع ظروف پلاستیکی سبک مورد استفاده قرار می‌گیرد. پلی اتیلن MDPE در تولید اتصالات لوله‌کشی و لوله‌های پلاستیکی کاربرد دارد.
پلی اتیلن LLDPE به دلیل این که میزان انعطاف‌پذیری بسیار بالایی دارند، در تولید انواع لوازم پلاستیکی انعطاف‌پذیر نظیر لوله‌هایی با قابلیت خم شدن مورد استفاده قرار می‌گیرد.

اخیرا محققان در تلاشند تا پلی اتیلن‌هایی تولید کنند که دارای زنجیر بلند و شاخه‌های کوتاه باشند؛ در واقع این پلی اتلین‌ها  HDPEبا تعدادی شاخه‌های جانبی هستند که استحکام HDPE و انعطاف‌پذیری LDPE را دارند.

هنگامی که هیچ شاخه‌ای در مولکول وجود نداشته باشد به آن پلی اتیلن خطی HDPE گفته می‌شود. پلی اتیلن خطی سخت‌تر از شاخه‌ای است، اما ساخت پلی اتیلن شاخه‌ای ارزان‌تر و آسان‌تر است. شکل پلیمر خطی، کریستالی است و وزن مولکولی آن بین 200 تا 500 هزار است که آن را تحت فشار و دماهای پایین پلیمریزه می‌کنند. پلی اتیلن متوسط یا نیمه سنگین نیز از دیگر انواع پلی اتیلن است که چگالی آن در حدود ۹۲۶/۰ تا ۹۴۰/0 است.
 

 UHMWPE پلی اتیلنی با وزن مولکولی در حدود 3 تا 6 میلیون است که از طریق پلیمریزاسیون کاتالیست متالوسن تولید می‌شود. اگرچه این پلیمر فرایندپذیری دشوارتری دارد، اما خواص آن عالی است. این پلیمر را با افزودن مواد شیمیایی یا از طریق تشعشع می‌توان تمام شبکه‌ای کرد، در نتیجه این پلی اتیلن دیگر گرمانرم نخواهد بود. این نوع پلی اتیلن از طریق پخت حین قابگیری یا بعد از آن به یک گرماسخت تبدیل خواهد شد که دارای استحکام کششی و خواص الکتریکی و استحکام ضربه‌ای بالا در دماهای مختلف خواهد بود. از این نوع پلی اتیلن می‌توان در ساخت جلیقه‌های ضد گلوله و نیز در ساخت صفحات بزرگ به جای زمین‌های اسکیت یخی استفاده کرد.

از پلی اتیلن خطی با چگالی کم یا LLDPE در ساخت محصولاتی نظیر کیسه فریزر استفاده می‌شود.

منبع:google search