پلی اتیلن چیست؟

پلی اتیلن متداول ترین پلاستیک مورد استفاده امروزی است. این یک پلیمر است که در درجه اول برای بسته بندی (کیسه های پلاستیکی ، فیلم های پلاستیکی ، ژئوممبران ها ، ظروف از جمله بطری ها و غیره) استفاده می شود. از سال 2017 ، سالانه بیش از 100 میلیون تن رزین پلی اتیلن تولید می شود که 34٪ از کل بازار پلاستیک را تشکیل می دهد.

انواع مختلفی از پلی اتیلن شناخته شده است که اکثر آنها دارای فرمول شیمیایی (C2H4) n هستند. PE معمولاً مخلوطی از پلیمرهای مشابه اتیلن است ، با مقادیر مختلف n. این می تواند چگالی کم یا چگالی زیاد باشد: پلی اتیلن با چگالی کم با استفاده از فشار بالا (1000-5000 اتمسفر) و درجه حرارت بالا (520 کلوین) اکسترود می شود ، در حالی که پلی اتیلن با چگالی بالا اکسترود می شود [نیاز به راستی آزمایی] با استفاده از فشار کم (6 –7 اتمسفر) و دمای پایین (333–343 کیلوگرم). پلی اتیلن معمولاً ترموپلاستیک است ، اما می توان آن را تغییر داد تا در عوض ترموست شود ، به عنوان مثال در پلی اتیلن با اتصالات عرضی.

خواص مکانیکی پلی اتیلن

پلی اتیلن از مقاومت ، سختی و سختی کمی برخوردار است ، اما دارای شکل پذیری و مقاومت در برابر ضربه و همچنین اصطکاک کم است. این نشان دهنده خزش شدید تحت نیروی مداوم است که می تواند با افزودن الیاف کوتاه کاهش یابد. هنگام لمس احساس مومی می کند.

خواص حرارتی

کاربرد تجاری پلی اتیلن با نقطه ذوب پایین آن در مقایسه با سایر گرمانرمها محدود می شود. برای گریدهای تجاری رایج پلی اتیلن با چگالی متوسط ​​و بالا ، نقطه ذوب معمولاً در محدوده 120 تا 130 درجه سانتی گراد (248 تا 266 درجه فارنهایت) است. نقطه ذوب پلی اتیلن متوسط ​​، تجاری و با چگالی کم معمولاً 105 تا 115 درجه سانتی گراد (221 تا 239 درجه فارنهایت) است. این دما به شدت با نوع پلی اتیلن متفاوت است ، اما حد بالایی نظری ذوب پلی اتیلن 144 تا 146 درجه سانتیگراد (291 تا 295 درجه فارنهایت) گزارش شده است.

خواص شیمیایی

پلی اتیلن از هیدروکربن های غیر قطبی ، اشباع شده با وزن مولکولی بالا تشکیل شده است. بنابراین ، رفتار شیمیایی آن مشابه پارافین است. ماکرومولکولهای منفرد وابسته به کووالانسی نیستند. به دلیل ساختار مولکولی متقارن ، تمایل به تبلور دارند. پلی اتیلن کلی تا حدی بلوری است. تبلور بالاتر چگالی و پایداری مکانیکی و شیمیایی را افزایش می دهد.

بیشتر گریدهای LDPE ، MDPE و HDPE مقاومت شیمیایی بسیار خوبی دارند ، بدین معنی که توسط اسیدهای قوی یا بازهای قوی مورد حمله قرار نمی گیرند و در برابر اکسیدان های ملایم و عوامل احیا کننده مقاوم هستند. نمونه های بلوری در دمای اتاق حل نمی شوند. پلی اتیلن (غیر از پلی اتیلن متقاطع) معمولاً می تواند در دمای بالا در هیدروکربن های معطر مانند تولوئن یا زایلن یا در حلال های کلر مانند تری کلرواتان یا تری کلروبنزن حل شود.

پلی اتیلن تقریباً هیچ آبی جذب نمی کند. نفوذ پذیری گاز و بخار آب (فقط گازهای قطبی) نسبت به بیشتر پلاستیک ها کمتر است. از طرف دیگر اکسیژن ، دی اکسید کربن و طعم دهنده ها می توانند به راحتی از آن عبور کنند.در صورت قرار گرفتن در معرض نور خورشید ، PE می تواند شکننده شود ، کربن سیاه معمولاً به عنوان تثبیت کننده UV استفاده می شود.

پلی اتیلن با شعله آبی با نوک زرد به آرامی می سوزد و بوی پارافین (شبیه شعله شمع) می دهد. با از بین بردن منبع شعله ، سوختن ادامه می یابد و قطره ای تولید می کند. پلی اتیلن را نمی توان بدون چسباندن قبل از آن ، با چسب ها منقوش یا پیوند داد. اتصالات با مقاومت بالا با جوشکاری پلاستیک به راحتی حاصل می شود.

خواص الکتریکی پلی اتیلن

پلی اتیلن عایق الکتریکی خوبی است. این مقاومت خوبی در برابر درختکاری الکتریکی دارد. با این حال ، به راحتی از نظر الکترواستاتیکی شارژ می شود (که می تواند با افزودن گرافیت ، کربن سیاه یا عوامل ضد استاتیک کاهش یابد).

خواص نوری

بسته به سابقه حرارتی و ضخامت فیلم PE می تواند تقریباً شفاف (شفاف) ، شیری مات (شفاف) یا مات باشد. LDPE بیشترین ، LLDPE کمی کمتر و HDPE کمترین شفافیت را دارد. اگر بلورها از طول موج نور مرئی بزرگتر باشند ، شفافیت کاهش می یابد.