بررسی کامل تفاوت‌ پلی اتیلن و پلی پروپیلن

پلی اتیلن و پلی پروپیلن، دو نوع پلاستیک مقاوم و پرکاربرد هستند که در بسیاری از صنایع از جمله بسته بندی، خودروسازی، الکترونیک و پزشکی استفاده می‌شوند. این دو پلاستیک در اصل به دو عنصر اساسی پلیمری تقسیم می‌شوند.

این دو نوع پلاستیک در برخی ویژگی‌ها شباهت‌هایی دارند، اما تفاوت‌های جدیدی در قابلیت‌ها و کاربردهای آن‌ها دیده‎ می‌شود.
در این مقاله ابتدا بررسی می‌کنیم که پلی اتیلن چیست؟ پلی پروپیلن چیست؟ هر کدام چه ویژگی‌هایی دارند؟ و تفاوت‌ پلی اتیلن و پلی پروپیلن را بررسی می‌کنیم.

معرفی کامپاند پلیمر

قبل از بررسی تفاوت‌ پلی اتیلن و پلی پروپیلن به معرفی دستگاه تولید کامپاند پلیمر می‌پردازیم. کمپاند‌های پلیمری، ترکیبی از دو یا چند پلیمر یا یک پلیمر و یک ترکیب غیر پلیمری می‌باشد که ترکیب آنها منجر به بهبود خصوصیات مکانیکی و فیزیکی شده است.
کمپاند پلیمری، ترکیبی از دو یا چند پلیمر یا یک پلیمر و یک ترکیب غیر پلیمری می‌باشد که از طریق فرآیندی خاص به هم مرتبط شده‌اند. کمپاند پلیمری عبارتند از ترکیباتی از پلیمرهای مختلف که با در نظر گرفتن ویژگی‌های مختلف هر پلیمر، واکنشی رخ می‌دهد که به دنبال آن خصوصیات جدیدی به دست می‌آید.
از دیگر ویژگی‌های کمپاند پلیمری می‌توان به افزایش خواص مکانیکی، حرارتی، الکتریکی و شیمیایی اشاره کرد. همچنین، کمپاند‌های پلیمری به عنوان جایگزینی برای ترکیبات سنتی مورد استفاده قرار می‌گیرند، زیرا حاوی ویژگی‌های بسیار بالاتر هستند.

برای مقایسه بهتر تفاوت‌ پلی اتیلن و پلی پروپیلن ابتدا هر کدام رو به طور جداگانه معرفی می‌کنیم. پلی اتیلن(Polyethylene  ) یکی از پرکاربردترین پلاستیک‌های جهان است که در انواع مختلف فراوانی بالایی دارد. این ماده از واکنش هیدروکربنی با بخار گازهای نفتی بدست می‌آید و به دلیل ویژگی‌های ظاهری و فیزیکی مناسب، در بسیاری از صنایع کاربرد دارد.
پلی اتیلن از واکنش هیدروکربنی به دو گروه اتیلن بدست می‌آید. این واکنش در فشار بالا و در حضور کاتالیزور صورت می‌گیرد. بعد از واکنش، پلیمر به صورت عصاره درآمده و با شناسایی و جداسازی از سایر اجزای مخلوط، به صورت پودری یا دانه‌ای به دست می‌آید.

ماده اتیلن دارای خواص متعددی است. از جمله آنها می توان به نقطه ذوب پایین و خاصیت کشسانی و همچنین عایق الکتریکی اشاره کرد. از این محصول در تولید محصولات مختلفی مانند اتومبیل و یا بسته بندی مواد غذایی استفاده می گردد.

در حال حاضر تقریبا 70 درصد از محصولاتی مانند بسته بندی های مواد غذایی و ظروف غذا، پالت ها و… با استفاده از این ماده ایجاد شده اند.

انواع پلی اتیلن

 حالا که آشنا شدید پلی اتیلن چیست. با انواع این محصول پرکاربرد آشنا می‌شوید. پلی اتیلن یکی از مهمترین پلیمرهایی است که در صنایع مختلف استفاده می‌شود. این پلیمر در سال ۱۹۳۳ توسط گرت‌هام و هالپ در بریتانیا به وجود آمد و در سال ۱۹۵۴ برای اولین بار به صورت صنعتی تولید شد. پلی اتیلن برای تولید انواع محصولات به کار می‌رود.

پلی اتیلن به دسته‌های زیر تقسیم می‌شود:

پلی اتیلن با فشار پایین (LDPE)

اولین دسته از این محصول که برای درک بهتر تفاوت‌ پلی اتیلن و پلی پروپیلن باید بررسی کنیم LDPE است.
پلی اتیلن با فشار پایین یا ساده‌تر LDPE، پلیمری با چگالی پایین و پلاستیسیته بالا است. این نوع پلی اتیلن عمدتا برای تولید کیسه زباله، لوله‌های کشاورزی، بطری‌های پلاستیکی و استفاده در صنایع بسته‌بندی پرکاربرد است. LDPE به دلیل انعطاف‌پذیری بالا، استحکام کششی ضعیف و خاصیت نفوذپذیری هوا مناسب برای استفاده در بسته‌بندی اقلامی هستند که نیاز به فریزر دارند.

پلی اتیلن با فشار بالا (HDPE)

پلی اتیلن با فشار بالا یا ساده‌تر HDPE، پلیمری با چگالی بالا و سختی بیشتر است. این نوع پلی اتیلن بیشتر در تولید لوله‌های آبیاری، لوله‌های گازی، لوله‌های فشار قوی و انواع قطعات صنعتی استفاده می‌شود. HDPE به دلیل سختی بیشتر و مقاومت بهتر در برابر حرارت و فشار، مناسب برای استفاده در باریکه‌های فشار قوی و بسته‌بندی مواد غذایی است.

پلی اتیلن خطی با چگالی کم ldpe

سومین دسته از این محصول که برای درک بهتر تفاوت‌ پلی اتیلن و پلی پروپیلن باید بررسی کنیم خطی LDPE است.
پلی اتیلن خطی با چگالی کم یا LDPE (Low-Density) Polyethylene) ) از نوعی پلیمر است که به دلیل خصوصیات منحصر به فرد و سازگاری با محیط زیست، در صنایع مختلفی مانند صنایع بسته‌بندی، صنایع غذایی، صنایع پزشکی و صنایع الکترونیک به کار می‌رود. در
خواص و ویژگی‌های LDPE:
– سبک و مقاوم در برابر خوردگی، ترکیدگی و ضربه
– قابلیت انعطاف پذیری و خمش، و الاستیسیته بالا و …

پلی اتیلن با تراکم چگالی متوسط mdpe

آخرین دسته از این محصول که برای درک بهتر تفاوت‌ پلی اتیلن و پلی پروپیلن باید بررسی MDPE است.
پلی اتیلن با تراکم چگالی متوسط (MDPE) یک نوع پلی اتیلن است که دارای چگالی بین پلی اتیلن با تراکم چگالی پایین (LDPE) و پلی اتیلن با تراکم چگالی بالا (HDPE) است. این ماده به دلیل خواص فیزیکی مطلوب و کاربردهای گسترده در صنایع مختلف، از جمله صنایع بسته بندی، لوله کشی، صنعت مخازن و محصولات مرتبط با ذخیره سازی، مورد استفاده قرار می گیرد.

پلی پروپیلن چیست؟

در ادامه صحبت راجع به تفاوت‌ پلی اتیلن و پلی پروپیلن در اینجا بررسی می‌کنیم که پلی پروپیلن چیست.
پلی پروپیلن یک پلیمر نسبتاً سخت، شفاف و مقاوم است که دارای مقاومت بسیار بالایی نسبت به تغییرات دما، تاثیر مستقیم و صفر است. همچنین، این پلیمر دارای چگالی کمی است و در عین حال دارای مقاومت فشاری بالایی است. پلی پروپیلن تا دمای 100 درجه سانتی‌گراد مقاومت به خوبی در برابر پوسترینگ، اسید، قلیا و الکل نشان داده است و در برابر تمامی اسیدهای آلی ضعیف مقاومت کامل دارد.

مزایای پلی پروپیلن

برای درک بهتر و همچنین تکمیل کردن پازل تفاوت‌ پلی اتیلن و پلی پروپیلن در اینجا از مزایای پلی پروپیلن حرف می‌زنیم که شامل موارد زیر است؛
1- انعطاف‌پذیری بالا: می‌توان آن را در محصولاتی با فرم‌های مختلف مانند فرم صفحه، فرم چرخه و … استفاده کرد.
2- مقاومت در برابر شوک: پلی پروپیلن برای تولید صنایع بسته‌بندی به دلیل مقاومت در برابر شوکی که به آن وارد می‌شود، مورد استفاده قرار می‌گیرد.
3- مقاومت در برابر شعله وری
4- سبک و قابل حمل
5- بازیافت پذیری: یکی از افتخارات بزرگ پلی پروپیلن این است که این ماده به شدت قابل بازیافت است و بازیافت شده ی آن همچون بازیافت پلاستیک ، می تواند بسیار مفید باشد.
6- مقاومت در برابر شیمیایی‌ها

معایب پلی پروپیلن

بعد از اینکه گفتیم پلی پروپیلن چیست و مزایای آن را گفتیم سراغ معایب این محصول نیز می‌رویم؛
1- حساسیت به حرارت: یکی از مشکلات پلی پروپیلن این است که در دماهای بالا شکل‌پذیری‌اش افزایش می‌یابد.
2- حساسیت به نور و UV: پلی پروپیلن به نور و UV حساس است و در صورت قرار گرفتن در معرض نور خورشید، پوسیدگی و شکست دارد.
3- جذب رطوبت: پلی پروپیلن به صورت طبیعی رطوبت جذب می‌کند.
4- ناپایداری رنگ: رنگ‌های پلی پروپیلن با زمان تغییر پیدا می‌کنند و به رنگ زرد مایل می‌شوند.
5- سختی: پلی پروپیلن دارای سختی بیشتری نسبت به بعضی از مواد دیگر مانند پلی اتیلن است و باعث می‌شود به عنوان بسته‌بندی در برخی صنایع مانند صنعت غذایی مناسب نباشد.
6- حساسیت به اسید: پلی پروپیلن حساس به اسیدها است و درصورت تماس با اسید، ممکن است از بین بروند و شکسته شوند.

شباهت های پلی اتیلن و پلی پروپیلن

• ساختار شیمیایی
  PE و PP از گروه پلیمرهای الفین هستند و در واقع از مونومرهای هم‌جنس الکترون منفی به دست می‌آیند. در ساختار شیمیایی این دو پلیمر، فقط میزان جایگزینی و ترتیب گروه‌های متیل در مولکول‌ها متفاوت است.
• ویژگی‌های فیزیکی
  هر دوی این پلیمرها در دمای محیط به صورت جامد و سفید رنگ می‌باشند. ضریب شفافیت آنها بسته به نوع پلیمر متفاوت است.
• کاربردها
  PE و PP هر دو وسایل بسته بندی، ظروف، لوازم خانگی، لوازم الکترونیکی و خودروسازی را تشکیل می‌دهند.

از چه روش‌هایی می توان پلی اتیلن و پلی پروپیلن را از یکدیگر تشخیص داد؟

یکی از مواردی که در تفاوت‌ پلی اتیلن و پلی پروپیلن بررسی می‌شود، نحوه تشخیص آن‌ها از یکدیگر است. به دلیل شباهت فیزیکی و شیمیایی این دو ماده، تشخیص آنها از یکدیگر به راحتی امکان پذیر نیست. با این حال، علمای محقق در حال تلاش هستند تا روش هایی را برای تشخیص این دو ماده از یکدیگر توسعه دهند.

سوزاندن

اولین استفاده از تفاوت‌ پلی اتیلن و پلی پروپیلن برای پیدا کردن آن‌ها به روش سوزاندن است. سوزاندن یکی از روش‌های پایدار و ارزان برای تفکیک مواد پلاستیکی است که درخصوص تفکیک پلی اتیلن و پلی پروپیلن نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این روش، نمونه‌ای از پلیمر مورد نظر در معرض دمای بالا قرار داده می‌شود و به‌وسیله تجزیه حرارتی، تفکیک آن‌ها از یکدیگر انجام می‌شود. این روش قابلیت کنترل دمای بلند را دارد و باعث تولید نوزاد پلاستیکی با کیفیت و خلوص بالا می‌شود. تفکیک پلی اتیلن و پلی پروپیلن توسط این روش می‌تواند به تولید مواد با قیمت پایین و خلوص بالا منجر شود که در جهت حفظ محیط زیست و استفاده بهینه از منابع شیمیایی مفید است.

گسترده ذوب

دومین مورد استفاده از تفاوت‌ پلی اتیلن و پلی پروپیلن برای پیدا کردن آن‌ها روش گسترده ذوب است.
یکی از روش‌های تفکیک پلاستیک‌ها، استفاده از بررسی گسترده ذوب (DSC) است. این روش به دلیل سادگی، سرعت و اطمینان بالای آن، بسیار محبوب شده است.
در بررسی گسترده ذوب، نمونه پلیمری به گرمای بالا (حدود 200-400 درجه سانتی گراد) گرم می‌شود تا ذوب شود. سپس، با افزایش دما، گرمای مورد نیاز برای انجام تفکیک بین دو پلیمر (PE) و (PP) به دست می‌آید. در این مرحله، پلیمرهای PE و PP با سرعت‌های مختلف ذوب می‌شوند. با نگاه کردن به نمودار بررسی گسترده ذوب، می‌توان از شیب نمودار و حدود دمای ذوب هر کدام از پلیمرها پی برد.
بررسی‌های گسترده ذوب پلی اتیلن و پلی پروپیلن، به صورت کلی نتایج زیر را نشان می‌دهد:
– دمای ذوب PP، پایین‌تر از PE است.
– شیب منحنی ذوب PP، بزرگتر از PE است.
– توان ذوب PP، بیشتر از PE است.

استفاده از تعیین دانسیته

مورد بعدی استفاده از تفاوت‌ پلی اتیلن و پلی پروپیلن برای پیدا کردن آن‌ها که از آن حرف می‌زنیم تعیین دانسیته است.
در بیشتر موارد، دانسیته پلی اتیلن بین 0.91 تا 0.93 گرم بر سانتی متر مکعب و دانسیته پلی پروپیلن بین 0.89 تا 0.91 گرم بر سانتی متر مکعب است. به همین دلیل، می‌توان از این ویژگی برای تفکیک این دو نوع پلیمری استفاده کرد.
برای تعیین دانسیته پلیمر‌ها از دستگاه دانسیتومتر استفاده می‌شود. دستگاه دانسیتومتر عملکرد ساده‌تری نسبت به دستگاه‌های مشابه دارد و می‌توان آن را در محل کار برای انجام تست‌های کوچک به‌کار برد. به طور کلی این دستگاه شامل یک شیدونی، آزمایشگاه، ترموستات، دیتالاگر، کارتریج مایع و تجهیزات جانبی مربوط به آن است.

تفاوت‌ پلی اتیلن و پلی پروپیلن

بعد از توضیحات مفصلی که دادیم در ادامه سراغ بررسی مواردی از تفاوت‌ پلی اتیلن و پلی پروپیلن خواهیم رفت.

انعطاف‌پذیری

در ابتدا تفاوت‌ پلی اتیلن و پلی پروپیلن را از نظر انعطاف‌پذیری بررسی می‌کنیم.
پلی اتیلن، به دلیل زنجیره‌های بلند پلیمری که در آن وجود دارد، از انعطاف پذیری بیشتری نسبت به پلی پروپیلن برخوردار است. این به این دلیل است که زنجیره‌های بلند پلی اتیلن به راحتی تنظیم و جابجایی در طول محور بلند قابلیت تغییر شکل را افزایش می‌دهند. همچنین، پلی اتیلن به طور کلی نرم‌تر و انعطاف پذیرتر از پلی پروپیلن است.

تفاوت چگالی و رنگ

در این بخش تفاوت‌ پلی اتیلن و پلی پروپیلن را از نظر تفاوت چگالی و رنگ بررسی می‌کنیم.
PE و PP هر دو از مواد پلاستیکی خاصیت چگالی پایین دارند؛ با این حال، چگالی PP بیشتر از PE است. چگالی PE حدود 0.93 g/cm3 و چگالی PP حدود 0.9 g/cm3 است. به عبارت دیگر، PP به طور معمول (بیش از 90٪ موارد) سنگین تر از PE است و این امر می‌تواند در برخی موارد حمل و نقل و ذخیره‌سازی محصول مهم باشد.
PE به طور معمول به صورت شفاف یا سفید ارائه می‌شود، در حالی که PP یک نوع پلاستیک غیرشفاف و به رنگ خاکستری تیره یا سفید است. هنگامی که PP با اکسیژن در معرض می‌شود، دچار تغییر رنگ می‌شود و به طور خاص به رنگ زرد و بعدها قهوه‌ای تیره تبدیل می‌شود. در حالی که PE همچنین می‌تواند به رنگ زرد تغییر کند، اما معمولاً دارای مقاومت بسیار بیشتری در برابر تغییر رنگ است و معمولاً برای استفاده در کاربردهای شفاف استفاده می‌شود.

قابلیت بازیافت

در اینجا تفاوت‌ پلی اتیلن و پلی پروپیلن را از نظر قابلیت بازیافت بررسی می‌کنیم. باوجود اینکه هر دو نوع پلاستیک دارای قابلیت بازیافت هستند، به طور کلی می توان گفت که پلی اتیلن نسبت به پلی پروپیلن قابلیت بازیافت بیشتری دارد. این به دلیل مقاومت پلی اتیلن در برابر حرارت و فشار بالاست. با این حال با توجه به قابلیت عملکرد در دمای بالاتر، پلی پروپیلن معمولاً در تولید محصولات تزئینی مانند کانتینرهای کلاسیک، صندلی ها و همچنین وسایل آشپزخانه نظیر قیف یا ظروف نگهداری مورد استفاده قرار می گیرد.

موارد مصرف در بسته‌بندی موادغذایی

از دیگر موارد تفاوت‌ پلی اتیلن و پلی پروپیلن دقیقا این مورد یعنی بسته‌بندی است. پلی اتیلن برای بسته بندی مواد غذایی بسیار مناسب است و به دلیل حساسیت پایین به آلودگی بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد. کاربردهای پلی اتیلن در بسته بندی مواد غذایی مانند بطری‌های آب، بطری‌های شیر، محصولات لبنی و محصولات گوشتی هستند.

پلاستیک پلی پروپیلن برای بسته بندی مواد غذایی مانند ظروف پلاستیکی یا ظروف فلزی که در پوشش داخلی خود از پلاستیک استفاده شده، بسیار مناسب است. همچنین از پلی پروپیلن در تولید بسته‌بندی‌های با قابلیت بازیابی پس از مصرف استفاده می‌شود.

کاربردهای پلی اتیلن و پلی پروپیلن در صنایع بسته بندی

همانطور که گفته شد از این دو ماده پلیمری در موارد بسیار مختلفی استفاده می گردد. در ادامه به سه مورد از تولیداتی که وجود این پلیمرها برای آنها ضروری است اشاره خواهیم کرد.

لوله های آب رسانی و جمع آوری فاضلاب

لوله های فاضلابی به سه دسته کلی لوله های گالوانیزه، چدن و پلاستیکی تقسیم می شوند. لوله های پلاستیکی نیز بر اساس جنس آلیاژ مورد استفاده به چند دسته دیگر تقسیم می شوند. از جمله آنها می توان به پلی اتیلن، پلی پروپیلن، پلی وینیل کلراید سخت (UPVC)، پلی بوتیلن و اکریلونیتریل بوتادین استایرن اشاره کرد.

در صنعت لوله‌های آب و فاضلاب، پلی اتیلن به دلیل خصیصه های منحصر به فرد خود مورد استفاده قرار می گیرد. این پلاستیک دارای خاصیت مقاومت در برابر تغییر شکل در برابر اثرات حرارتی و مقاومت به خوردگی و فرسایش از طریق عوامل مختلف است. همچنین، پلی اتیلن باعث کاهش هزینه های نصب و نگهداری لوله های آب و فاضلاب می شود.

پلی پروپیلن نیز از دیگر پلاستیک هایی است که برای ساخت لوله های آبرسانی و جمع آوری فاضلاب استفاده می شود. این پلاستیک مقاومت خوبی در برابر نفوذ و تغییرات حرارتی دارد. همچنین، پلی پروپیلن دارای خواص ضد باکتری و قابلیت جذب رنگ در مراحل تولید است.

از هر کدام از این لوله های در جایگاه مورد نیاز خودشان استفاده می شود. همچنین لوله های تولید شده از این نوع کربن ها بسیار سبک هستند که یک مزیت بسیار بزرگ به حساب می آید.

لوله های تولید شده با استفاده از پلیمرهای پلی اتیلن و پلی پروپیلن از مقاومت بالایی در برابر آب سرد و گرم برخوردارند که می تواند طول عمر آن ها را تا 80 درصد افزایش دهد.

این لوله ها معمولا برای اتصالات مختلف مناسب هستند و به خوبی جوش می خورند.  همچنین هزینه تعمیر و نگهداری این لوله ها به شدت پایین است.

صنایع بسته بندی

هر دو پلیمر پلی اتیلن و پلی پروپیلن مواد اولیه مناسبی برای بسته بندی محصولات هستند. پلی پروپیلن معمولا در بسته بندی صنایع غذایی استفاده می گردد. از پلی اتیلن نیز معمولا برای بسته بندی وسایل صنعتی استفاده می شود.

علت این موضوع این است که پلی اتیلن خنثی است و الکتریسیته ساکن بسیار کمتری را دارد. همچنین این پلیمر ممانعت بیشتری در برابر نور برای محافظت از محصول دارد که به خودی خود یک مزیت بسیار بزرگ برای آن به حساب می آید. همچنین بسته بندی های تولید شده به وسیله پلیمر پلی اتیلن انعطاف پذیرتر هستند و به سختی پاره می شوند که برای محافظت از محصولات بسیار مناسب است. به این دلیل است که از این پلیمر برای بسته بندی محصولات سنگین استفاده می گردد.

بسته بندی های تولید شده توسط پلیمر پلی پروپیلن معمولا دارای کریستال های شفاف تری برای ارائه محصول هستند و می توانند به خوبی محصولات شما را برای ارائه در بسته بندی آماده کنند. این پلیمر حفاظت فوق العاده عالی در برابر رطوبت و بخار دارد به همین دلیل معمولا برای نگه داری مواد خوراکی از آن ها استفاده می گردد. معمولا از پلی پروپیلن برای نگه داری موادی که نگهداری آن ها نیازمند به رعایت مسائل بهداشتی است استفاده می شود.

کف پوش های چوب پلاستیک

پلی اتیلن و پلی پروپیلن هر دو موادی هستند که می توان از آن ها برای تولید کفپوش های چوب-پلاستیک استفاده کرد. استفاده از هرکدام از این پلیمرها مزیت خاص خود را دارد.

کفپوش های چوب-پلاستیک تولید شده با استفاده از پلیمر پلی اتیلن از مقاومت سایش بسیار بالایی برخوردار هستند که عمر این محصولات را بیشتر می کند. همچنین نسبت به دیگر پلیمرها ارزان تر هستند که در هزینه های مربوط به پروژه تاثیر بسیار زیادی را دارد. این کفپوش ها از مقاومت بالایی در مقابل اشعه UV برخوردارند.

کفپوش های تولید شده با استفاده از پلیمر پلی پروپیلن نیز از مقاومت بالایی در مقابل ترک خوردگی برخوردارند همچنین از مقاومت بسیار زیادی در مقابل دمای بالا برخوردارند که به خودی خود یک مزیت به حساب می آید.

سخن آخر

در این مقاله به معرفی دو پلیمر پلی اتیلن و پلی پروپیلن پرداخته شد. استفاده از هر کدام از این دو پلیمر کاملا وابسته به نوع مصرف صنعتی شما است. همانطور که با هم بررسی کردیم هر کدام از این پلیمرها دارای مزایای و معایب خاص خود در صنایع مختلف هستند که می تواند در انتخاب شما تاثیرگذار باشد.