🔺پلی اتیلن پر مصرف ترین پلاستیک

از جمله رایج‌ترین پلاستیکهایی که روی زمین وجود دارد، پلی اتیلن و یا به اختصار PE است. پلی اتیلن از جمله پلیمرها است که از طریق پلیمریزاسیون گاز اتیلن c2h4 به دست می‌آید و در واقع زنجیری از کربن‎هاست که به هر کربن آن دو اتم هیدروژن وصل شده است.

این نوع پلاستیک در انواع چگالیهای مختلف وجود دارد که هر یک از این چگالی‌ها میتوانند ویژگیها و خصوصیات مشخصی را به محصول نهایی بدهند. بنابراین با استفاده از پلی اتیلن میتوان انواع محصولات متنوع و گوناگونی را تولید کرد. چگالی‌های رایج پلی اتیلن به 4 دسته کلی تقسیم میشوند.

 

🔺پلی اتیلن دارای چگالی بالا HDPE

این نوع از استحکام بالاتری برخوردار است و بسیار محکم‌تر است. زنجیرهای مولکولی در این مدل از پلیمر، فشرده هستند و همین مورد منجر شده است که دانسیته آنها افزایش یابد و مقاومت خوبی در مقابل تنش‎های شکننده محیطی داشته باشند.

از ورقه‌های آن میتوان در تولید محصولات مختلف مانند بطر‌ی‌های پلاستیکی، لوله‌هایی که برای آب و فاضلاب مورد استفاده قرار میگیرند، صندلیهایی که به صورت تاشو هستند، قایق‌ها، اسباب بازی‌ها و مانند اینها استفاده میکنند.

از جمله ویژگی‎های HDPE این است که برای تولید آن هزینه کمی نیاز است، فرایند پذیری آسانی دارد و در برابر رطوبت نفوذ ناپذیری بسیار بالایی دارد و تمامی این موارد سبب شده است که از آن به صورت وسیع و گسترده ای استفاده شود.

 

پلی اتیلن‌ها دارای وزن مولکولی فوق العاده‌ و یا به اختصار UHMWPE

 

چگالی این نوع در مقایسه با پلی اتیلن هایی که دارای چگالی بالا هستند، یکسان است. تفاوتی که بین این دو نوع وجود دارد این است که در پلی اتیلن با وزن مولکولی فوق العاده، طول زنجیرهای پلیمری بسیار زیاد است و همین ویژگی سبب شده است که تبدیل به یک پلاستیک بسیار مقاوم و مستحکم در مقابل سایش شود. از جمله کاربردهای این نوع به دلیل چگالی بالا و اصطکاک کمی که دارد در ساخت زره‌های نظامی و مانند اینها است.

 

🔺پلی اتیلن کم چگالی و یا به اختصار LDPE

LDPE نیروی بین مولکولی ضعیفی دارد و از استحکام کششی پایینی برخوردار است. این انواع چگالی پلی اتیلن، نرم هستند و برای تولید و ساخت محصولاتی به مانند کیسه‌های مخصوص خرید، ظرفهای غذاها، بسته بندی‌هایی که به صورت یک بار مصرف هستند و مانند اینها بسیار مناسب هستند. به صورت کلی میتوان از آنها در ساخت قطعات و ظروفی استفاده کرد که باید نرم بوده و انعطاف پذیری بالایی داشته باشند.

 

🔺پلی اتیلن با چگالی متوسط و یا به اختصار MDPE

 

در این انواع بیشترین زنجیرهای پلیمری وجود دارد و در نتیجه دارای تراکم بسیار بالا و زیادی هستند. از نوع چگالی متوسط در تولید محصولاتی مانند لوله‌های گاز و مانند اینها استفاده میکنند.

 

 

ترکیب شیمیایی و ساختار مولکولی

اتیلن(C2H4) یک هیدروکربن گازی است که معمولاً در اثر شکستن اتان تولید می شود. اتان از اجزاء اصلی گاز طبیعی است یا می تواند از نفت تقطیر شود. مولکولهای اتیلن اساساً از دو واحد متیلن (CH2) تشکیل شده اند که توسط یک پیوند دوگانه بین اتمهای کربن به یکدیگر متصل شده اند. (ساختاری با فرمول CH2=CH2) تحت تأثیر کاتالیزورهای پلیمریزاسیون، پیوند دوگانه را می توان شکست و پیوند اضافی را برای اتصال به اتم کربن در مولکول اتیلن دیگر استفاده کرد. بنابراین، به عنوان واحد تکراری یک مولکول بزرگ تبدیل میشود.

 

ترکیب شیمیایی و ساختار مولکولی

اتیلن(C2H4) یک هیدروکربن گازی است که معمولاً در اثر شکستن اتان تولید می شود. اتان از اجزاء اصلی گاز طبیعی است یا می تواند از نفت تقطیر شود. مولکولهای اتیلن اساساً از دو واحد متیلن (CH2) تشکیل شده اند که توسط یک پیوند دوگانه بین اتمهای کربن به یکدیگر متصل شده اند. (ساختاری با فرمول CH2=CH2) تحت تأثیر کاتالیزورهای پلیمریزاسیون، پیوند دوگانه را می توان شکست و پیوند اضافی را برای اتصال به اتم کربن در مولکول اتیلن دیگر استفاده کرد. بنابراین، به عنوان واحد تکراری یک مولکول بزرگ تبدیل میشود.

🔺تفاوت کاربرد و انواع پلی اتیلن سبک و سنگین

پلی اتیلن یکی از پرکاربردترین مواد ترموپلاستیک در جهان است که در بسته بندی های مواد غذایی گرفته تا اسباب بازی های کودکان گرفته تا بطری های شامپو وجود دارد. بر اساس ساختار مولکولی می توان آن را به چندین زیرمجموعه طبقه بندی کرد که هر یک از آنها ویژگی های منحصر به فردی را نشان می دهد که آن را برای استفاده در کاربردهای خاص مناسب می کند. در ادامه مطلب تفاوت پلی اتیلن سبک و سنگین و کاربرد ها به همراه انواع آن را نام خواهیم برد .

پلی اتیلن با چگالی کم (LDPE). این پلاستیک شفاف یا رنگی شده دارای قابلیت های انعطاف پذیری ، مقاومت شیمیایی و ضد آب است. در ساخت طیف وسیعی از محصولات از جمله کیسه ها و بسته بندی مواد غذایی ، بسته بندی و فیلم پلاستیکی ، مواد بسته بندی انعطاف پذیر و قطعات قالب تزریق استفاده می شود.

پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE) . مقاومت و دوام بیشتری نسبت به LDPE ارائه می دهد. این ماده در تنوع شفاف تا غیرشفاف موجود است و مقاومت شیمیایی بسیار خوبی را از خود نشان می دهد. محصولات ساخته شده از HDPE شامل ظروف بسته بندی سفت و سخت ، اسباب بازی ها ، مبلمان و سازه های فضای باز ، تجهیزات آشپزخانه و لوله های لوله کشی است.

فرق پلی اتیلن سبک و سنگین در کاربرد بین عموم

اگر بخواهیم تفاوت کاربرد این دو ماده در کار های روزانه خود مثال بزنیم باید گفت که محصولات و بسته بندی های نایلونی همان LDPE است و محصولات و بسته بندی های نایلکسی همان HDPE است .

محصولات پلی اتیلنی سبک و سنگین در دنیای امروزی کاربرد های بسیار وسیعی دارد و همه ما هر روزه با پلی اتیلن در چگالی های متفاوت و محصولات تولید شده با این ماده سر و کار داریم و به طور کلی در دنیای امروزه بدون پلی اتیلن اکثر صنایع قادر به ادامه کار نیستند از همین رو پلی اتیلن یکی از اصلی ترین محصولات پایه و تامین کننده محسوب می شود .

مطلب مرتبط : فرق جامع نایلون (LDPE) و نایلکس (HDPE) و دیگر محصولات پلی اتیلنی به زبان ساده

در ادامه مطلب مقایسه ای جامع تر از LDPE و HDPE را ارائه خواهیم داد و به تشریح شباهت ها و تفاوت های بین دو نوع پلی اتیلن خواهیم پرداخت.

 

انواع گرید پلی اتیلن سبک و سنگین

پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE)

پلی اتیلن با چگالی پائین (LDPE)

پلی اتیلن سبک خطی (LLDPE)

پلی اتیلن خیلی سبک (VLDPE)

پلی اتیلن با اتصالات عرضی (XLPE)

کوپلیمرهای اتیلن – وینیل استر

در بخش بالا تمام نوع های پلی اتیلن به ترتیب چگالی نام برده شده اما بیشتر مصرف پلی اتیلن وابسته به دو نوع اصلی LDPE و HDPE و دیگر موارد نیز مشتقات همین دو نوع محسوب می شوند .

شباهت های پلی اتیلن سبک و سنگین (LDPE و HDPE)

از آنجا که آنها اساساً از همان مولکول های اتیلن پلیمری تشکیل شده اند ، LDPE و HDPE ویژگی های بسیاری دارند. به عنوان مثال ، هر دو ماده ویژگی های زیر را نشان می دهند:

وزن سبک مواد اولیه

مقاومت کششی از 0.20 تا 0.40 N / mm2

مقاومت در برابر ضربه بالا

مقاومت در برابر مواد شیمیایی ، بخار آب و هوازدگی

قابلیت بازیافت بالا

هزینه کم برای تولید محصولات

هنگام استفاده در عملیات قالب گیری تزریقی ، هر دو ماده موارد زیر را از خود نشان می دهند :

دمای ذوب 180 تا 280 درجه سانتیگراد (355 تا 535 درجه فارنهایت)

سرعت تزریق سریع

خشک کردن قسمت های تمام شده لازم نیست

شباهت در ویژگی های فوق باعث می شود LDPE و HDPE را برای کاربردهای مشابه هم مناسب باشند. برخی از صنایعی که معمولاً از هر دو ماده استفاده می کنند عبارتند از:

انواع بسته بندی کالا و مواد غذایی

خودرو

برق

لوله و لوله کشی

گلخانه

و ….

تعداد کاربد های این ماده بسیار زیاد است و حتی می توان گفت که نامحدود است ، زیرا هر صنعتی با توجه به نیاز خود از این ماده استفاده می کند .

 

تفاوت بین پلی اتیلن سبک و سنگین LDPE و HDPE

در حالی که LDPE و HDPE از ویژگی های مشابه بسیاری برخوردارند ، ترکیبات داخلی کاملاً متفاوت آنها نیز تفاوت های زیادی را به همراه دارد. زنجیره های پلیمری که هر دو ماده را تشکیل می دهند در LDPE منشعب می شوند ، در حالی که در HDPE ، پلیمرها ساختار بلوری بیشتری دارند. این تفاوت در سازمان پلیمرها منجر به خصوصیات متمایز در هر ماده می شود.

تفاوت در خصوصیات فیزیکی

LDPE یا همان پلی اتیلن سبک نرمتر و انعطاف پذیرتر از HDPE یا همان پلی اتیلن سنگین است. همچنین دارای نقطه ذوب پایین تر (115 درجه سانتیگراد) و شفافیت بیشتری دارد. در مقایسه با HDPE ، بیشتر احتمال دارد که تحت فشار دچار ترک خوردگی شود.

 

پلی پروپیلن یکی از پلاستیک های همه منظوره و پر مصرف دنیا میباشد که برای اولین بار در دهه 1950 در مقیاس ازمایشگاهی،از پلیمریزاسیون مونومر پروپیلن به روش زیگلر-ناتا با ساختار n(CH2CH(CH3)–) تولید شد و در سال 1954 میلادی تولید آن به صورت صنعتی آغاز شد.

پلی پروپیلن

پلی پروپیلن از لحاظ نظم فضایی به سه ساختار زیر تقسیم بندی می شود:

 

ایزوتاکتیک (ipp) : دراین ساختار گروه های متیل در یک طرف زنجیره اصلی قرار دارند.

سیندیوتاکتیک (spp): دراین ساختار گروه های متیل به صورت یک در میان در بالا و پایین زنجیره اصلی قرار گرفته اند.

اتاکتیک (app): دراین ساختار گروه های متیل به صورت اتفاقی در دو طرف زنجیره اصلی قرار دارند.

با توجه به اینکه تنها در آرایش ایزوتاکتیک مولکول های پلیمری اجازه فشرده شدن در ساختار کریستالی را دارند و در دو نوع آرایش دیگر بعلت بزرگی گروه متیل امکان بهم فشردگی و تشکیل ساختار کریستال وجود ندارد، پلی پروپیلن صنعتی معمولا از نوع ایزوتاکتیک است.

ویژگی های پلی پروپیلن:

چگالی کم (0.9 – 0.91 g/cm3)، شفافیت بالا، مقاومت تخریبی در برابر استرس های محیطی، مقاومت کششی بالا، صلبیت بالا، مقاومت دمایی بالا (دمای ذوب شوندگی 160-170 0C)) )، مقاومت در برابر اسیدها و بازها و حلال ها، استحکام مکانیکی خوب، خواص خوب قالب گیری، بی بو و غیر سمی و غیر قابل حل در آب، تمایل به اکسیده شدن در هوای آزاد و حساسیت و تخریب نسبت به تابش پرتوهای ماورائ بنفش .

پلی پروپیلن بر طبق موارد مصرف در شش گروه دسته بندی می شود:

تزریقی: عمده مصرف پلی پروپیلن در این دسته بوده که شامل تولید لوازم الکتریکی و الکترونیکی، لوازم خانگی، صنایع بسته بندی، صنعت خودرو، درپوش و کلاهک، وسایل پزشکی قابل استریل،چمدان، اسباب بازی و… است.

الیاف: این گروه در رتبه دوم مصرف پلی پروپیلن قرار دارد. PP برای صنعت نساجی بصورت الیاف و نخ یکسره در ظرافت های گوناگون به بازار عرضه میشود. که موارد مصرف آن شامل طناب، منسوجات بی بافت، پارچه های پرده ای، پارچه های بهداشتی، پارچه های داخل خودرو، نوارهای باندپیچی و… است.

بادی: که از آن در تولید مخازن، قوطی و بطری استفاده می شود.

فیلم و شیت: شامل فیلم های گرافیک و چاپ و شیت های بسته بندی میباشد.

پایپ: در تولید لوله های آب و فاضلاب و لوله های انتقال آب گرم کاربرد دارد.

روکش و محافظ : روکش سیم و کابل.

پلی اتیلن ترفتالات (PET)

این محصول در گریدهای مختلف ( بطری ، الیاف ، نساجی و …) به بازار عرضه می شود. در این مقاله با دمای انتقال شیشه ای آن، کاربرد ها و خواص این ترکیب بیشتر آشنا خواهید شد. پس با ما همراه باشید.

خواص و ویژگی ها

پلی اتیلن ترفتالات (Polyethylene terephthalate) یا PET (پت) یک رزین پلی استر ترموپلاستیک با فرمول شیمیایی C10H8O4)n) است . چنین رزین هایی را می توان بر اساس ویسکوزیته تقسیم بندی کرد. PET ویسکوزیته پایین دارای ویسکوزیته کمتر از 0.75 است در حالی که نوع ویسکوزیته بالا دارای ویسکوزیته 0.9 و یا بالاتر است . این پلیمر عملا غیر قابل شکستن است ، بی رنگ است ، وزن کمی دارد و در دسته پلییمرهای شفاف قرار می گیرد. در شکل زیر فرمول این ترکیب را می توان مشاهده کرد :

 

استحکام پت بالاست و خصوصا در بطری نوشیدنی ها خود را نشان می دهد و این ماده را برای ساخت بطری های قابل حمل و ورزشی مناسب می سازد. شفافیت باعث می شود که محتویات داخل ظرف ها قابل رویت بمانند که نکته بسیار مهمی در تجارت مواد غذایی به شمار می رود.

وزن بطری های PET بسیار پایین است و در سال های اخیر همواره کاهش داشته است به طوریکه امروزه وزن این بطری ها چیزی بین 20 تا 30 گرم است . یکی از خواص مهمی که این ترکیب را برای کاربری های فراوانی مناسب کرده است قدرت بالا در ترکیب شدن با سایر پلیمرهای ترمو پلاستیک مانند پلی اتیلن ، پلی پروپیلن ، پلی کربنات ها ، پلی استایرن ، اتیل وینیل استات ، و … غیره کرد.