نحوه توليد گريدهای اصلی پلی اتيلن

PE در دو شكل اصلی به نام های پلی اتیلن با چگالی بالا(HDPE) و پلی اتیلن با چگالی پایین (LDPE) موجود می باشد.این پلیمر از طریق پلیمریزاسیون رادیكالی اتیلن تولید میشود. برای رسیدن به جرم مولكولی بالا به دلیل تبخیر بالای مونومرواكنش را در فشار بالا (atm 1500-1300) و دمای بالا ( C° 300-80) نگه می دارند. در این شرایط سخت پلیمر حاصله یك پلیمر با درجه بالایی از زنجیرهای  شاخه ای كوتاه و بلند است كه كریستالیتی را تا حدود 50% محدود میكند و سبب یك گستره پهن میگردد.HDPE با استفاده از كاتالیست فیلیپس و یا زیگلر_ناتا تولید میشود و و این پلیمر خطی تر و درجه كریستالیتی بالاتری از LDPE دارد.

انواع پلی اتیلن

تفاوت انواع پلی اتیلن در درجه شاخه ای شدن جرم مولكولی و توزیع آن است.

HDPE پلی اتیلن دانسیته بالا معروف است.دارای مقاومت به ضربه وبلورینگی بالایی می باشد.از نظر شیمیایی یك ساختار شیمیایی یكسان.

LDPE نوع خطی پلی اتیلن است از نظر شیمیایی یك ساختار شیمیایی یكسان با HDPE  دارد. LDPE دارای شاخه جانبی بیشتری می باشد و همین موجب انعطاف پذیری بیشتر شده است.

( LLDPE) و ULDPE با افزودن مونومرهایی مانند 1-بوتن و 1-اكتن به LDPEخطی تهیه میشوند كه این امر باعث افزایش زنجیر شاخه ای كوتاه به پلیمر شده و شاخه های بلند را محدود میكند.خطی بودن زنجیر باعث خاصیت كشسانی و شاخه ای بودن آن باعث سفتی است كه خواص بهتری نسبت به LDPE میدهد.

 ULDPE نیز مانند LLDPE است ولی با كومونومرهایی با طول بلند تر تولید میگردد كه در نهایتا منجر به چگالی كمتر و كریستالیتی كمتر میشود. این خواص سبب میشود تا ULDPE به طور چشم گیری در دمای كم خواص ضربه ای مناسب و انعطاف پذیری  داشته باشد.

گریدهای دیگر از HDPE نیز وجود دارد كه HDPE با وزن مولكولی بالا نامیده میشود(HMWHDPE)( 000?500 ~Mn) و هم چنین گریدهای  HDPE با وزن مولكولی بسیار بالا (UHMWHDPE) ( 000?000?5~Mn)این مواد در ساخت استخوانهای ران استفاده می گردند.

خواص پلی اتیلن

مزایا:

قیمت كم
فرآیندپذیری خوب
مقاومت ضربه ای بالا
مقاومت شیمیایی بالا موجب مصرف بالای این پلیمر گشته است.

این پلاستیک از نظر حلالیت در دمای اتاق نامحلول است و حلالیت آن از طریق گرم كردن در هیدروكربنات ها و یا هالوژن هیدروكربن ها افزایش می یابد.

درجه شاخه ای بودن نه تنها تاثیر مهمی بر روی خواص آن ها در حالت جامد دارد بلكه در ارتباط با رفتار مذاب نیز تاثیر گذار است. حضور زنجیرهای بلند باعث كاهش تمایل زنجیر پلیمر به حرکت در مقایسه با ساختار های خطی تر است كه این امر موجب كاهش ویسكوزیته مذاب میشود.

این ماده نسبتا در برابر اکسید کننده ها پایدار است و براحتی اکسید نمی شود و تنها در هوا تحت اشعهUV  و در دماهای بالا اكسید میشود.

معایب:

دمای ذوب PE به دلیل نیروی بین مولكولی كم كربن_كربن نسبتا پایین است.پس از بررسی در مقالات دمای انتقال شیشه ای یا همان Tg  این ماده  بین C° 130­ و C° 30­ گزارش شده است.

تخریب این پلیمر در دمای بالای C° 270 رخ میدهد و موجب به وجود آمدن طیف پیوسته ای از هیدروكربن هایی با 1-70 اتم كربن میگردد. عمده ترین محصولات حاصل از تخریب پروپن و 1-هگزن است . خواص اصلی  HDPE و LDPE  در جدول زیر نشان داده شده است.
 

منبع: بهساپلیمر