شاید بیشتر مردم با انواع پلیمرها هیچ آشنایی نداشته باشند و اغلب همه را با نام پلاستیک بشناسند؛ اما پلیمر انواع مختلفی دارد که تقریبا معروف‌ترین و کاربردی‌ترین عضو این خانواده پلی اتیلن است و در تولید محصولات زیادی از جمله لوله‌های آب، لوله انتقال گاز و. . . به کار برده می‌شود. پلی اتیلن نیز مانند بسیاری مواد دیگر خود بر اساس عوامل گوناگونی در گریدهای مختلف تقسیم‌بندی می‌شود. ما نیز قصد داریم در این مقاله از هایپر پلاست به بررسی گریدهای پلی اتیلن و تفاوت بین آنها بپردازیم. پس با ما همراه باشید.
پلی اتیلن چیست؟
پلی اتیلن با داشتن عنوان پرمصرف‌ترین پلیمر در کل دنیا، مهم‌ترین پلاستیک در جهان است که از پلیمریزاسیون مونومرهای خطی ساخته می‌شود. این ماده در حقیقت از اصلی‌ترین اعضای گروه پلی‌الفین‌ها است که حدود ۳۰ درصد کل پلاستیک‌های موجود در دنیا را تولید می‌کند. مولکول PE از یک زنجیره بلند اتم کربن تشکیل شده که به هر اتم کربن، دو اتم هیدروژن متصل شده و ساختار C2H4 را به وجود آورده‌اند.
محبوبیت بیش از اندازه پلی اتیلن را می‌توان به خاطر داشتن ویژگی‌هایی مانند وزن کم، مقاومت بالا در برابر مواد شیمیایی، قیمت مناسب، طول عمر بالا، انعطاف‌پذیری و. . . دانست که با وجود آنها می‌تواند به‌راحتی جایگزین مواد قدیمی شود. فرایند تولید نیز به این صورت است که پلیمریزاسیون توسط گاز بی‌رنگ اتیلن انجام شده و با کمک ماده دیگری به نام کاتالیست در خواصی مثل چگالی، وزن مولکولی، شاخص جریان مذاب، درجه شاخه‌ای و شبکه‌ای شدن و. . . تغییرات کنترل شده‌ای به وجود آمده است.
انواع گرید پلی اتیلن
مواد پلی اتیلن یا PE در 5 گرید طبقه‌بندی می‌شود که 3 گرید پلی اتیلن‌های HPDE، LDPE و LLDPEدر شمار پراستفاده‌ترین‌ها قرار گرفته و 2 گرید دیگر تنها برای موارد خاص مصرف می‌شوند. برای خرید به صفحه قیمت انواع مواد پلی اتیلن مراجعه فرمایید. در ادامه به بررسی خواص این پلیمرها می‌پردازیم.
پلی اتیلن سنگین یا HDPE به خاطر داشتن یک زنجیره پلیمری بدون شاخه، دارای نیروی بین مولکولی زیادی در زنجیره خود بوده و همین باعث شده تا در مقایسه با دیگر گریدهای پلی اتیلن، مقاومت کششی بیشتری از خود نشان دهد. از طرفی به علت کم بودن تعداد شاخه‌ها و همین‌طور کوچک بودن آنها، میزان بلورینگی در پلی اتیلن سنگین بالا بوده و چگالی آن نیز زیاد است؛ اما در عین حال مقدار انعطاف‌پذیری آن معمولاً کم خواهد بود.
در این گرید ماود پلی اتیلن شرایط انجام واکنش و نوع کاتالیزور اهمیت زیادی دارد؛ زیرا پلیمریزاسیون آن معمولاً در فشار و دمای پایینی انجام خواهد شد. این ماده بسته به وزن مولکولی زنجیره پلیمری خود از مصارف بسیار متنوعی برخوردار است. به طور مثال مهم‌ترین کاربردهای پلی اتیلن سنگین تولید ظروف نگهدارنده سوخت، لوازم تحریر، اسباب‌بازی‌ها، تانکرهای آب، میز و صندلی، ظروف آشپزخانه، انواع مختلف لوله‌ها برای انتقال سیالات، تولید اتصالات تزریقی پلی اتیلن و… است. برای اطلاع از قیمت پلی اتیلن سنگین یا HDPE بر روی لینک درج شده کلیک کنید. در جدول زیر مشخصات این گرید PE را بیان کرده ایم.
| چگالی |
۰. ۹۴ تا ۰. ۹۷ گرم بر میلی لیتر |
|---|---|
| نقطه ذوب |
۱۲۶ تا ۱۳۵ درجه سانتی گراد |
| سختی |
۵۹ تا ۷۱ |
| مقاومت کششی |
۳۰ تا ۳۳ مگاپاسکال |
| حداکثر دمای قابل‌استفاده |
۶۵ درجه سانتی گراد |
| مقاومت شیمیایی |
مقاومت شیمیایی بالا در برابر اسیدها و الکل‌ها مقاومت شیمیایی کم در برابر هیدروکربن و اکسیدکننده‌ها |
| کاربرد |
تولید روغن‌موتور، شامپو و نرم‌کننده‌ها، مواد شوینده و سفیدکننده، اسباب‌بازی لوازم آشپزخانه، تولید مصالح ساختمانی، |
| مزایا |
قیمت مناسب نسبت به گریدهای دیگر نبود مواد مضر و فلزات سنگین در آن مقاومت خوب در برابر ضربه در دمای پایین و شرایط آب و هوایی مختلف سازگاری با محیط‌زیست خواص الکتریکی عالی جذب آب بسیار پایین |
| معایب |
امکان ترک‌خوردگی در برابر استرس و فشار استحکام کم که باعث عدم استفاده از آن در دماهای بالا می‌شود نفوذپذیری بالا گاز به‌ویژه CO2 مقاومت پایین در برابر اشعه ماورا بنفش قابل‌اشتعال جوشکاری و اتصال با فرکانس بالا ممکن نیست |
پلی اتیلن LLDPE یک مولکول پلیمر خطی است که تعدادی شاخه‌های کوتاه در آن دیده می‌شود؛ همچنین این ماده استحکام کششی بهتری داشته و در برابر سوراخ‌شدگی یا پارگی از خود مقاومت بالایی نشان می‌دهد. به همین علت پلی اتیلن سبک خطی در بین دیگر گریدها کمترین چگالی را داشته و در فشار متوسط و دمای پایین ساخته می‌شود. بیشترین استفاده آن در صنایع بسته‌بندی و کیسه‌های حمل مواد سنگین یا بسته‌های زباله است. جدول زیر مشخصات فنی این گرید را نشان می‌دهد؛ همچنین می‌توانید برای خرید پلی اتیلن سبک خطی بر روی لینک درج شده کلیک کنید.
| چگالی |
۹۱ تا ۹۳ گرم بر سانتی متر مکعب |
|---|---|
| استحکام کششی |
زیاد |
| دمای ذوب |
۱۱۶ |
| کاربردها |
ظروف پلاستیکی، صنایع بسته‌بندی، تولید فیلم‌های پلاستیکی، پوشش اکستروژن، قالب‌گیری تزریقی |
| مزایا |
مقاومت خوب در برابر الکل، بخار آب و اسیدها مستحکم به همراه انعطاف بالا مقاومت زیاد در برابر مواد شیمیایی دارای رنگ طبیعی جذب آب کم |
| معایب |
آسیب‌پذیر در برابر پرتوهای ماورا بنفش قابل‌اشتعال عدم امکان اتصال با جوشکاری یا روش‌های دارای فرکانس زیاد |
گرید دیگر خانواده پلی اتیلن‌ها، پلی اتیلن سبک یا LDPE است که با وجود زنجیره‌های شاخه‌دار که نمی‌توانند به خوبی با هم پیوند برقرار کنند؛ در نتیجه دارای ویژگی‌هایی مثل نیروی بین‌مولکولی ضعیف و استحکام کششی کم است. از دیگر خصوصیات مهم این پلی اتیلن، انعطاف‌پذیری آن است که باعث شده اغلب در تولید انواع لوله‌های آب، گاز و… استفاده شود. همچنین امکان دارد پلی اتیلن سبک به راحتی توسط میکروارگانیسم‌ها تجزیه شود. در ادامه مشخصات فنی پلی اتیلن سبک را ذکر کرده ایم؛ همچنین می‌توانید برای اطلاع از قیمت مواد LDPE با هایپر پلاست تماس بگیرید.
| نقطه ذوب |
۱۰۵ تا ۱۱۵ درجه سانتی گراد |
|---|---|
| چگالی |
۰. ۹۱ تا ۰. ۹۴ گرم بر سانتی متر مکعب |
| مقاومت شیمیایی |
مانند پلی اتیلن‌های سبک مقاوم در برابر اسیدها، الکل و بازهای رقیق و آسیب‌پذیر در برابر هیدروکربن‌ها و روغن‌های معدنی |
| کاربردها |
قالب‌گیری تزریق، تولید بطری‌های مختلف، لوله‌ها تهیه اجزای کامپیوتر و تجهیزات مختلف آزمایشگاهی، اسباب‌بازی، صنایع بسته‌بندی |
| مزایا |
مقاوم در برابر ضربه و فشار در دمای پایین مقاومت خوب در برابر شرایط آب و هوایی دارای خواص الکتریکی مناسب جذب آب کم تولید راحت قابلیت بازیافت |
| معایب |
نازک است و می‌تواند با وارد شدن فشار پاره شود نمی‌توان از آن در دماهای بسیار بالا یا پایین استفاده کرد عدم مقاومت در برابر اشعه ماورا بنفش نفوذپذیری بالا در برابر گازهایی مانند دی‌اکسیدکربن |
به جز ۳ گرید اصلی گفته شده، پلی اتیلن گریدهای دیگری دارد که پلی اتیلن UHMWPE یکی از آنها است. این پلی اتیلن وزن مولکولی بسیار زیادی دارد و با کمک از کاتالیزورهای متالوسن ساخته می‌شود. پلی اتیلن UHMWPE همچنین دارای مقاومت سایشی و ضربه عالی است و در برابر مواد شیمیایی آسیب نمی بیند. علاوه بر همه این‌ها می‌توان گفت که این ماده با بدن انسان سازگاری بالایی داشته و در صنعت مهندسی پزشکی و ساخت مفاصل استخوانی استفاده می شود. جدول زیر مشخصات فنی این گرید پلی اتیلن را نشان می‌دهد.
| چگالی |
۰. ۹۴ تا ۰. ۹۷ گرم بر سانتی متر مکعب |
|---|---|
| نقطه ذوب |
۱۳۰ تا ۱۳۶ درجه سانتی گراد |
| کاربردها |
تولید لوله‌ها، آسترها، سیلوها، ظروف و سایر تجهیزات پلاستیکی، قطعات ماشین و لوازم ورزشی |
| مزایا |
مقاومت بالا در برابر سایش و ضربه ضریب اصطکاک پایین ماده‌ای کاملاً بی‌اثر جذب رطوبت پایین مقاوم در برابر چندین حلال به غیر از هیدروکربن‌های معطر، هالوژنه و مواد اکسیدکننده قوی حتی در دماهای بالا |
| معایب |
احتمال پاره شدن در برابر فشار آسیب پذیر در اثر نور خورشید نفوذپذیری بالا در برابر گازها |
این نوع پلی اتیلن در واقع ترکیبی از پلی اتیلن‌های LDPE و HDPE است و خواصی مشابه این دو نوع گرید دارد. چرا که از وزن مولکولی متوسط و سختی پایینی برخوردار است و معمولاً در ساخت انواع لوله‌ها و اتصالات گاز و یا فیلم‌های بسته‌بندی مصرف می‌شود. جدول مشخصات فنی MDPE از قرار زیر است:
| چگالی |
متوسط در حدود ۰. ۹۴ گرم بر سانتی متر مکعب |
|---|---|
| نقطه ذوب |
۱۱۵ درجه سانتی گراد |
| کاربرد |
خودروسازی، صنایع بسته‌بندی، تولید لوله برای انتقال سیالات، تولید درب بطری‌ها و صنعت کشاورزی |
| مزایا |
مقاومت شیمیایی بالا مقاوم در برابر ضربه، حرارت و پوسیده شدن سختی زیاد |
| معایب |
با وارد شدن فشار احتمالاً پاره می‌شود در دماهای بسیار بالا یا پایین غیرقابل‌استفاده است نداشتن مقاومت در برابر اشعه ماورا بنفش نفوذپذیری بالا در برابر گازهایی مختلف مثل کربن دی اکسید |
سخن پایانی
