از سال 1870 که اولین پلاستیک اختراع شده، برای مصارف تجاری وارد بازار شد تا به امروز٬ محصولات متنوعی از پلاستیک و ضایعات پلاستیک ساخته شده اند. از رایج ترین نوع این پلاستیک ها٬ می توان به محصولات تولیدی از پلی اتیلن و پروپیلن اشاره کرد. لازم به ذکر است قیمت پروپیلن با پلی اتیلن متفاوت است. این ماده در دنیای صنعتی امروز به ویژه در بخش بسته بندی بسیار پرکاربرد است و به طور کلی به دو دسته پلی اتیلن سبک و سنگین دسته بندی می شود. در ادامه به بررسی این دو نوع پلی اتیلن خواهیم پرداخت.
تعریف پلی اتیلن
رایج ترین پلاستیک موجود در صنعت امروز، پلی اتیلن است که از چند مولکول اتیلن با فرمول (C₂H₄) ساخته شده است. ترکیب این مولکول ها و شکل پیوندشان می تواند، متفاوت باشد و به همین دلیل تولید پلی اتیلن با چگالی کم (سبک) و پلی اتیلن با چگالی بالا (سنگین) امکان پذیر شده است. از طرفی پلی اتیلن ها از لحاظ خواص فیزیکی، شیمیایی، نوری و الکتریکی می توانند، متفاوت باشند.
انواع پلی اتیلن
دسته بندی اصلی پلی اتیلن ها بر اساس چگالی آن ها صورت می پذیرد. چگالی این ماده نیز در ارتباط مستقیم با تعداد، وزن و نحوه پیوند مولکول های آن است. از این رو پلی اتیلن ها به دو دسته کلی پلی اتیلن سبک و سنگین تقسیم شده اند که این دو دسته کلی نیز خود به یازده دسته دیگر تقسیم می شوند:
- پلی اتیلن UHMWPE که وزن مولکول های آن بسیار زیاد است.
- پلی اتیلن ULMWPE که وزن مولکول های آن بسیار کم است.
- پلی اتیلن HDXLPE که پیوند آن از نوع عرضی است و چگالی بالایی دارد.
- پلی اتیلن XLPE که پیوند عرضی دارد اما همانند HDXLPE چگالی بالایی ندارد.
- پلی اتیلن HMWPE دارای مولکول هایی با وزن زیاد است اما به اندازه UHMWPE سنگین نیست.
- پلی اتیلن HDPE که مشخصه اصلی آن چگالی بالاست.
- پلی اتیلن MDPE که چگالی آن در حد متوسط است.
- پلی اتیلن LLDPE از نوع پلی اتیلن های خطی و کم چگالی است.
- پلی اتیلن LDPE به عنوان یکی از پلی اتیلن های کم چگالی شناخته شده است.
- پلی اتیلن VLDPE از لحاظ چگالی در دسته پلی اتیلن هایی با چگالی بسیار پایین قرار می گیرد.
- پلی اتیلن CPE به پلی اتیلن کلردار معروف شده است.
پلی اتیلن سبک
پلی اتیلن های سبک (Low-density polyethylene) یا به اختصار LDPE از دسته پلی اتیلن هایی هستند که چگالی کمی دارند. پلاستیک های ساخته شده از این ماده برای مصارف عمومی زندگی، بسیار پرکاربرد هستند. از کیسه های پلاستیکی گرفته تا ظروف پلاستیکی استفاده شده در بسته بندی مواد غذایی همه در این دسته از پلی اتیلن ها قرار می گیرند. پلی اتیلن سبک دارای مزایا و معایب زیر است:
- پلی اتیلن سبک در برابر مواد شیمیایی، ضربه و رطوبت مقاوم است.
- پلی اتیلن سبک دارای انعطاف پذیری خوبی است، اما استحکام کشسانی ضعیفی دارد.
- در برابر عبور جریان الکتریسته به میزان بسیار کمی مقاوم است.
- در دماهای بسیار بالا یا بسیار پایین کارایی ندارد. اما در دماهای معمولی جزو پرکاربردترین انواع پلی اتیلن است.
- از ویژگی های بسیار مهم پلی اتیلن سبک قابلیت بازیافت آن است.
پلی اتیلن سنگین
HDPE مخفف عنوان پلی اتیلن با چگالی بالاست. معمولا این نوع پلی اتیلن در دسته پلاستیک های نوع 2 قرار می گیرد و در صنعت به شدت مورد توجه قرار گرفته است. بطری های شیر، مواد شوینده، روغن موتور و سایر محصولات مشابه همگی با استفاده از پلی اتیلن سنگین ساخته می شوند. این ماده به دلیل آن که قابلیت بازیافت دارد، می تواند از لحاظ کمک به محیط زیست مفید باشد. همچنین این ماده مزایا و معایبی دارد که به طور مختصر به آن ها اشاره خواهیم کرد:
- مقاومت بالا در برابر ضربه، مواد شیمیایی و رطوبت.
- از لحاظ اقتصادی تولید آن به صرفه است و قیمت پایینی دارد.
- از معایب آن می توان به فرسایش سریع، قابل اشتعال بودن و انبساط در دمای بالا اشاره کرد.
تفاوت میان پلی اتیلن سبک و سنگین
همانطور که اشاره شد پلی اتیلن ها به واسطه چگالی به دو دسته اصلی یعنی پلی اتیلن سبک و سنگین تقسیم می شوند. که در این دو دسته انواع گوناگونی از پلی اتیلن ها وجود دارند که از لحاظ خواص مکانیکی، حرارتی، نوری و الکتریکی با هم متفاوت هستند. در ادامه تفاوت این دو دسته را از نظر نحوه تولید، خصوصیات فیزیکی و همچنین ساختار مولکولی بررسی خواهیم کرد.
تفاوت از نظر نحوه تولید
برای تولید پلی اتیلن سبک و سنگین ما نیاز به فرایند پلیمریزاسیون (بسپارش) داریم. در این فرایند تعداد زیادی مولکول به یکدیگر متصل می شوند و فرآورده جدیدی تولید می کنند. پلیمریزاسیون به دو روش فشار بالا و فشار پایین انجام می شود. پلی اتیلن سبک در راکتور اتوکلاو در فشار بسیار بالا در حدود هزار تا پنج هزار اتمسفر و دمایی حدود 246 درجه سانتی گراد تولید می شود. اما پلی اتیلن سنگین در فشار پایین در حدود شش الی هفت اتمسفر و دمایی بین 59 الی 69 درجه سانتی گراد تولید می گردد.
تفاوت از نظر خصوصیات فیزیکی
پلی اتیلن سبک و سنگین از لحاظ خصوصیات فیزیکی دارای تفاوت هایی هستند از جمله اینکه پلی اتیلن سبک نسبت به پلی اتیلن سنگین نرم تر، شفاف تر، دارای نقطه ذوب پایین تر، دارای مقاومت کمتر و امکان فرسایش بیشتری است. همچنین از پلی اتیلن سبک بیشتر در بخش بسته بندی استفاده می شود، اما پلی اتیلن سنگین علاوه بر کاربرد به عنوان بطری و محصولات مشابه آن، در ساخت لوله ها و تولیدات ساختمانی از جنس پلاستیک نیز کاربرد زیادی دارد.
تفاوت از نظر ساختار مولکولی
اتیلن با فرمول (C₂H₄) معمولا در فرایند شیمیایی از شکستن اتان تولید می شود. به طور کلی مولکول های سازنده اتیلن از دو واحد CH₂ یا همان متیلن تشکیل شده اند. نحوه اتصال این مولکول ها با یکدیگر می تواند، خطی یا شاخه ای باشد. در پلی اتیلن سنگین معمولا مولکول ها با آرایش شاخه ای به یکدیگر متصل می شوند اما در پلی اتیلن سبک معمولا این اتصال به صورت خطی است.
شباهت پلی اتیلن سبک و سنگین
با تمام تفاوت هایی که در بالا ذکر شد، پلی اتیلن های سبک و سنگین دارای شباهت های زیادی نیز هستند از جمله اینکه هر دو نوعِ این پلی اتیلن ها قابلیت بازیافت دارند. البته نمی توان هر دو نوع را در کنار هم بازیافت کرد، زیرا شرایط بازیافت هر کدام متفاوت از دیگری است. در برابر ضربات مقاوم هستند، همچنین رطوبت به آن ها نفوذ نمی کند. هزینه تولیدشان پایین است و مواد اولیه سبکی دارند.
مزایای پلی اتیلن
از آن جایی که می توان از پلی اتیلن، طیف وسیعی از فرآورده ها را با چگالی کم یا زیاد تولید کرد؛ تولید بخش زیادی از محصولات مورد نیاز زندگی امروز ما به پلی اتیلن وابسته شده است. پلی اتیلن ها چه سبک باشند، چه سنگین، مزایای زیادی دارند از جمله اینکه در برابر رطوبت و ضربات مقاوم هستند. وزن سبک و انعطاف پذیری بالایی دارند. از لحاظ اقتصادی برای تولید مناسب هستند. از لحاظ محیط زیستی به دلیل داشتن قابلیت بازیافت مفید هستند.
قیمت و خرید پلی اتیلن سبک و سنگین
قیمت پلی اتیلن های سبک و سنگین به موارد متعددی وابسته است. نوع محصول، شرایط و کیفیت تولید، تولید داخلی یا وارداتی بودن محصول و همچنین مقدار خریداری شده از محصول مواردی هستند که بر روی قیمت خرید آن تاثیر می گذارند. یکی از ویژگی های تولیدکنندگان برتر این است که خدمات مشاوره رایگان برای مشتریان خود در نظر می گیرند تا با شناخت دقیق از نیاز مشتری، محصول مورد نظر را به او معرفی کنند و شما می توانید، بعد از مشاوره با کارشناسان اپیک پلیمر با خیالی راحت محصول خود را سفارش دهید.
سخن پایانی
پلی اتیلن سبک و سنگین بخشی جدا ناشدنی از زندگی صنعتی امروز ما هستند. تنوع محصولات تولیدی از این پلی اتیلن ها و فروش پلی پروپیلن هر روز بیشتر شده و وابستگی ما نیز به آن ها افزایش می یابد. از کیسه فریزر ساده موجود در خانه تا لوله های به کار رفته در ساختمان می توانند، از این مواد تولید شوند. این مواد به دلیل هزینه تولید پایین و قابلیت بازیافت گزینه بسیار مناسبی برای تولید محصولات هستند.
