تمام چیز هایی که باید از پلی اتیلن سنگین بدانید

اولین و رایج­ترین پلاستیکی که امروزه نیز در سطح وسیعی مورد استفاده قرار می­گیرد، پلی اتیلن سنگین(High density polyethylene) می­باشد که برای تولید یک کیلوگرم از آن، تقریبا به 1.75 كيلوگرم نفت خام نیاز است. ساختار مولکولی این پلیمر به شکل فشرده می­باشد که این امر سبب شده تا چگالی یا دانسیته افزایش یابد و به تبع آن، انعطاف ­پذیری کمتری داشته باشد. همچنین مقاومت بالا در برابر مواد شیمیایی یکی از مهم­ترین مزیت­های آن به شمار می­رود؛ چرا که به لطف این ویژگی مهم می­توان در تولید انواع اسبا­ب­بازی، لوله­های انتقال آب و صندلی­ها از آن استفاده نمود. با ما همراه باشید تا بیشتر با کاربردهای این پلیمر آشنا شوید.

پلی اتیلن سنگین چیست؟

نخستین بار در سال 1898 یک شیمی­دان آلمانی به نام “Hans Von Pechmanv” هنگامی که در حال سنتز و حرارت دادن دی آزومتان بود، ماده­ای مومی شکل مشاهده نمود که بعدها به نام پلي­اتيلن شناخته شد. انواع پلی­اتیلن بر اساس نوع ساختار مولکولی و چگالی که دارند عبارتند از: پلی اتیلن سنگین (HDPE)، سبک، متوسط و...

همان طور که گفتیم HDPE به دلیل مقاومت بالایی که دارد، اغلب در تولید ظروف نوشابه و لوله­های آب و فاضلاب مورد استفاده قرار می­گیرد. همچنین شکل اولیه این ماده خالص و بی­رنگ می­باشد که بنا به کاربردی که در موارد مختلف خواهد داشت، به آن رنگدانه اضافه کرده و در رنگ­های متنوع مورد استفاده قرار می­گیرد. یکی از مزیت­های بزرگ این ماده این است که در قیاس با فلزات، در برابر زنگ­زدگی از مقاومت بیشتری برخوردار است.

فرآیند تولید پلی اتیلن سنگین

همان طور که می­دانید پلیمریزاسیون فرآیندی است که طی آن مولکول­های کوچک یا مونومرها با برقراری پیوند، سبب ایجاد مولکولی بزرگ­تر با جرم بیشتر می­شوند. تولید این نوع پلی­اتیلن، به کمک سه راکتور متوالی و پلیمریزاسیون دوغابی صورت می­گیرد. در این روش به یک واسطه مانند: «ان هگزان» نیاز است تا در کنار کاتالیست فعال «زیگلر ناتا» عمل یکنواخت کردن را انجام دهد.

قدم اول برای تولید پلی اتیلن سنگین انجام پلیمریزاسیون فشار پایین است که به وسیله وارد کردن کاتالیست، هیدروژن و یک واسطه یکنواخت­کننده به راکتور شماره 1 صورت می­گیرد.

در مراحل بعدی برخلاف راکتور شماره 1، نیاز به تزریق کاتالیست به راکتور­های دوم و سوم نیست و تنها واسطه یکنواخت­کننده، اتیلن و بوتن وارد این راکتورها می­شود. برای دست­یابی به بالاترین سطح خالصی HDPE نحوه انجام واکنش­ها همواره بررسی و کنترل می­گردد. در وهله­ آخر پس از خروج محلول دوغابی پلی­اتیلن از راکتور سوم، آن را به سانتریفیوژ4 وارد می­نمایند تا به این ترتیب از واسط یکنواخت­کننده متمایز گردد.

در این مرحله، پلیمری داریم که حاوی هگزان می­باشد که با انتقال به خشک­کن(5) و سپس تجهیزات پودرکننده(7) در نهایت اضافه­های کاتالیست از آن جدا می­شود. پودر حاصل با انتقال به قسمت اکستروژن، به دانه­­های جامد پلیمر تبدیل می­گردد که به بخش بسته­بندی انتقال پیدا می­کنند.

ویژگی­های پلی اتیلن سنگین

از مهم­ترین خصوصیات پلی اتیلن سنگین، می­توان به تراکم و مقاومت بالای آن اشاره نمود که به دلیل نزدیک بودن زنجیرهای پلیمری در ساختار آن می­باشد؛ در واقع این امر سبب می­شود تا نیروی بین مولکولی افزایش یافته و در نتیجه شاهد استحکام بیشتری در HDPE باشیم. همچنین چگالی و دانسیته آن 0.941 تا 0.965 است که سبب افزایش مقاومت در برابر ضربه می­گردد.

در مقایسه با انواع دیگر پلی­اتیلن این ماده دارای استحکام بیشتر و نفوذپذیری کمتری می­باشد؛ بنابراین بهترین گزینه برای تولید انواع ظروف غذایی است. از طرفی دیگر به دلیل اینکه در برابر خورگی و زنگ­زدگی دچار هیچ آسیبی نمی­گردد برای انواع لوله گاز و آب، انتخابی بی­ ­نظیر خواهد بود.

مزایای پلی اتیلن سنگین

از آنجایی که پلی اتیلن سنگین قابلیت شکل­پذیری بالایی دارد، بنابراین می­توان آن را قالب زد و در مصارف مختلف به کار گرفت. به عنوان مثال در لوله کشی­ فاضلاب و زباله­ها بهترین گزینه می­باشد؛ چرا که در برابر انواع مواد شیمیایی دارای مقاومت بالایی است.

میزان جذب آب در آن کم بوده و همچنین در مقایسه با سایر پلیمرها مقرون به صرفه­ است؛ همچنین در مقابل الکل و اسید رقیق، دارای مقاومتی مثال­زدنی می­باشد. این محصول به عنوان عایق الکتریکی نیز می­تواند مورد استفاده قرار بگیرد و علاوه بر این، با استانداردهای FDA نیز سازگار است.

معایب پلی اتیلن سنگین

هر محصول در کنار مزیت­های بزرگی که دارد دارای نقاط ضعف و کاستی­هایی هم می­باشد؛ از جمله مهم­ترین معایب پلی اتیلن سنگین می­توان به موارد زیر اشاره نمود:

• شرینکیج(shrinkage) یا جمع­شدگی آن در قالب بالا است.
• در برابر اشعه ماوراءبنفش دارای مقاومت کمی است.
• پایین بودن ظرفیت دمایی
• احتمال ایجاد ترک­خوردگی
• مقاومت کم در برابر حرارت و فرسایش
• قابل اشتعال

کاربردهای پلی اتیلن سنگین

به دلیل مقاومت این ماده در مقابل ضربه، در حوزه­های مختلف دارای کاربردهای گسترده­ای می­باشد که در ادامه به آن می­پردازیم.

1. برای بسته­بندی محصولات مختلف از جمله: انواع بطری شیر و آب، جعبه و بشکه­ها از این ماده استفاده می­گردد.
2. اکثر کالاهایی که در زندگی روزمره از آن­ها استفاده می­کنیم مانند: لوازم آشپزخانه، انواع اسباب­بازی و… از این ماده به علت به صرفه بودن و شکل­پذیری ساخته شده­_­­اند.
3. همان­طور که در بخش­های قبلی به آن اشاره کردیم، این پلیمر دارای مقاومت کششی بالایی می­باشد که سبب شده تا در ساخت انواع الیاف صنعتی، تورهای ماهیگیری و طناب نیز از آن استفاده گردد.
4. در صنایع خودروسازی هم برای مخازن سوخت و محفظه روغن ­موتور کاربرد فراوانی دارد.

پلی اتیلن سنگین، پلیمر ضروری زندگی!

بازار جهانی این محصول، روز به روز در حال گسترش است؛ چرا که علاوه بر کاربردهای گسترده­ای که در ساخت کیسه­های پلاستیکی دارد، برای تولید کابل و لوله در صنایع مختلف نیز گزینه­­ای بسیار مناسب می­باشد.

البته این ماده در طبیعت تجزیه نمی­گردد و به دلیل حجم بالای تولید آن برای مصارف مختلف، ممکن است تهدیدی جدی برای سلامت محیط زیست محسوب شود! به منظور جلوگیری از بروز مشکلات این­چنینی، می­توان آن را بازیافت نمود. در واقع بازیافت آسان این پلیمر در قیاس با انواع دیگر، یکی از مهم­ترین و بهترین امتیازات این محصول به شمار می­رود. بی­شک با وجود مزایا و فواید زیادی که پلی اتیلن سنگین دارد، در آینده­ای نه چندان دور شاهد افزایش تنوع محصولات و تولید کالاهای جدیدتر و پرکاربرد با این پلیمر خواهیم بود.

سوالات متداول

• برای تهیه پلی اتیلن سنگین چه کار باید کرد؟
  شما می توانید برای تهیه کردن پلی اتیلن و کسب اطلاعات بیشتر به صفحه خرید پلی اتیلن مراجعه کنید.
• تفاوت پلی اتیلن سنگین با بقیه انواع پلی اتیلن چیست؟
  تفاوت عمده بین پلی اتیلن ها در چگالی آنهاست همانطور که در نام گذاری آنها مشخص است. کلمه D در HDPE بیانگر density به معنای چگالی آنهاست اما شما می توانید برای مطالعه بیشتر به صفحه پلی اتیلن سبک مراجعه کنید.