پلی اتیلن سنگین HD-PE و پلی اتیلن سبک LD-PE

دسته: مقالات منتشر شده در 21 آبان 1399
نوشته شده توسط Admin بازدید: 4002

چه تفاوت هایی بین پلی اتیلن های سنگین وزن و سبک وزن وجود دارد؟

به منظور درک کامل تفاوت بین پلی اتیلن های سنگین وزن و سبک وزن ابتدا باید به ریشه اصلی آنها بپردازیم. هر دو ماده نام برده شده از پلی اتیلن گرفته می‌شوند که با نام اختصاری (PE) نشان داده می شود و علاوه بر آن به عنوان رایج ترین و محبوب ترین پلاستیک در دنیا نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد. پلی اتیلن ها از مصارف بسیار متعددی برخوردارند که شامل کیسه‌های خرید تا انواعی از جلیقه های ضد گلوله میشود. ماده نام برده شده نوعی ترموپلاستیک است که از بسپارش اتیلن به وجود می‌آید و در واقع می توان این کار را با استفاده از متدهای متفاوتی انجام داد که در نهایت به تولید پلی اتیلن های سنگین وزن و سبک وزن می انجامد. به عبارت دیگر این پلیمرها از خواص بسیار متمایزی برخوردارند این موضوع ناشی از ساختار مولکول های تشکیل دهنده آنها می باشد.

 

شیمی پلی اتیلن های سنگین وزن و سبک وزن

زنجیره پلیمری پلی اتیلن های سبک وزن از شاخه های جانبی برخوردارند به عنوان مثال شما می توانید یک خط مستقیم و تنها را تصور کنید که در واقع همان زنجیره‌ی پلیمری می باشد و در زنجیره های دیگر شاخه هایی در یک جهت قرار گرفتند. از خود زنجیره ها نیز تعدادی از شاخه های جانبی به سمت بیرون حرکت کرده اند و دقیقا همین شاخه های جانبی باعث می‌شود تا مولکول های ماده پلیمری نتوانند حالت منظمی داشته باشد. بهتر است بدانید ساختار پلی اتیلن های سبک وزن بلورین و منظم می باشد و این نامنظمی باعث می‌شود تا پلی اتیلن سبک وزن از وزن کمتری برخوردار باشند و جاذبه بین مولکولهای این دسته از پلیمرها تضعیف شود. این در حالی است که پلی اتیلن های سنگین وزن از ساختار بسیار منظمی برخوردارند به عنوان مثال می توانید ارتشی از سربازان را در نظر بگیرید که در کنار هم به صورت بسیار منظم و مرتب قرار گرفته اند و در این صورت می توانید تصویر بسیار خوبی از پلی اتیلن های سنگین وزن داشته باشید. بهتر است بدانید که پلی اتیلن های سنگین وزن از ساختار بلوری نامنظم برخوردارند و این ساختار باعث میشود تا وزن بالاتری نیز داشته باشند علاوه بر آن نیروی جاذبه بین مولکولی های پلیمری در پلی اتیلن های سنگین وزن قوی می باشد. زنجیره های بلند و کوتاه جانبی در پلی اتیلن های سبک وزن باعث می شود تا نتوانند در وضعیت بلورین خود چندان حالت منسجمی داشته باشد و به همین دلیل در مقایسه با پلی اتیلن های سنگین وزن از استحکام کششی کمتری برخوردار است ولی انعطاف پذیری بیشتری دارد. ویژگی های پلی اتیلن های سبک وزن در یک نگاه عبارتند از انعطاف پذیری و مقاومت بالا در برابر سایش، وزن پایین، مقاومت در برابر مواد شیمیایی، ضد آب و هزینه پایین و گیرش فشاری مطلوب. ویژگی های پلی اتیلن های سنگین وزن نیز در یک نگاه عبارتند از استحکام متوسط و قدرت گیرش فشاری مطلوب، مقاومت بسیار بالا در برابر فرسایش، سبک وزن، مقاومت خوب در برابر مواد شیمیایی، ضد آب و هزینه پایین.

 

پلی اتیلن های سنگین وزن و سبک وزن از چه مصارفی برخوردارند؟

با مطالعه این بخش می‌تواند اطلاعاتی در خصوص عملکرد پلی اتیلن های سنگین و سبک وزن در بخش های مختلف و مصارف اصلی آنها کسب کنید.

  • عایق الکتریکی: پلی اتیلن ها از نظر شیمیایی موادی بی اثر می باشند و از ویژگی های مکانیکی و الکتریکی بسیار مطلوبی برخوردارند که باعث می شود تا ماده بسیار ایده آلی برای عایق سازی سیم های دارای ولتاژ بالا باشد. ویژگی‌های موردنیاز محصول مورد نظر شما تعیین می‌کند که باید از پلی اتیلن های سبک وزن و یا سنگین وزن استفاده کنید. پلی اتیلن های سبک وزن مقاومت بیشتری در برابر خرابی و فرسایش دارند و علاوه بر آن در مقایسه با پلی اتیلن های سبک وزن از استحکام کششی بیشتری برخوردار می باشد. اگر میخواهید کابل های مورد نظر خود را در زیر زمین قرار دهید بنابراین پلی اتیلن های سنگین وزن برای شما مناسب تر است در غیر این صورت بهتر است پلی اتیلن های سبک را انتخاب کنید.

 

  • خودروسازی: یکی از درجات ویژه پلی اتیلن های سنگین وزن در تولید تانک سوخت به کار برده می شود و در واقع شامل حدود ۴۴ درصد از مواد پلاستیکی می شود که در سیستم‌های سوختی به کار برده می شود. علاوه بر آن پلی اتیلن های سنگین وزن ماده بسیار ایده آلی برای فرآیندهای قالبگیری بادی روزن رانی می باشند و باعث می‌شوند تا آنها از عملکرد بسیار خوبی برخوردار شوند. پلی اتیلن های سنگین وزن بگونه ای هستند که می ‌توان از آنها موادی با شکلهای بسیار پیچیده را تولید کرد و به همین دلیل تولید فضاهای بسیار بسته ی سوختی گزینه مناسبی هستند. البته این دسته از مواد از رفتار بسیار فوق‌ العاده‌ای در برابر ضربه برخوردارند و سبک می باشند. از سایر مصارف این دسته از پلی اتیلن ها می‌توان به بدنه خودرو اشاره کرد. از آنجایی که این ماده بسیار سبک وزن میباشد در کاهش مصرف سوخت نیز موثر خواهد بود. همچنین می توان این نوع از پلی اتیلن ها را در بخش‌های خارجی خود رو به عنوان قطعاتی بسیار سبک یافت و در اغلب موارد در رابطه با حمل و نقل و تولید و به منظور حفاظت از خودروها از پوشش های ساخته شده از پلی اتیلن استفاده می شود.

 

  • بسته بندی: پلی اتیلن های سنگین وزن بسیار کم هزینه بوده و فراوری ساده ای نیز دارند و از مصارف بسیار زیادی در تولید و بسته بندی های پلاستیکی برخوردارند و در واقع آنها نوعی پلیمر بسیار موثر بوده که پایداری شیمیایی خوبی نیز دارند و به همین دلیل می‌توان آنها را برای تولید انواع بسته بندی ها و بطری ها به کاربرد. بطری های بدون رنگ ساخته شده از پلی اتیلن های سنگین وزن موادی بسیار شفاف و مستحکم می باشند و کاربردهای بسیار زیادی برای تولید بسته‌بندی‌های هستند که از عمر کوتاهی برخوردارند. این در حالی است که بطری های رنگی از مقاومت بیشتری در برابر ترکهای ناشی از فشار برخوردارند و این در صورتی است که بخواهیم آنها را با پلی اتیلن های سنگین وزن مقایسه کنیم. استحکام، انعطاف پذیری و شفافیت پلی اتیلن های سبک بدین معنی است که آنها در اکثریت موارد برای تولید بسته بندی در انواع فیلم ها به کار برده می شود که در آنها درزبندی گرمایی از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است. در سایر موارد نیز از پلیمرهای نامبرده شده به منظور تولید بطری ها و درپوش های انعطاف پذیر آنها استفاده می شود.

 

  • حفاظت از لوله ها و بخشهای اتصالی آنها: درپوشهای به کار برده به منظور حفاظت از لوله ها و بخشهای اتصالی آنها از پلی اتیلن های سبک وزن ساخته می شوند و در واقع انعطاف پذیری و استحکام بالا در برابر ضربه در این موارد از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است. انعطاف پذیری در تولید چنین محصولاتی بدین معناست که در اغلب موارد نیازی به کارگیری و نصب بست وجود ندارد و باعث می شود که استفاده از انواع درپوش ها و برداشت آنها با راحتی بسیار زیادتری انجام گیرد. استحکام بالا در برابر ضربه باعث می‌شود تا به راحتی بتوان انواع درپوشها و لوله ها را در طی حمل و نقل و ذخیره سازی محافظت نمود. از طرف دیگر پلی اتیلن های سبک وزن مقاومت بسیار زیادی در برابر فرسایش دارند و این یکی دیگر از ویژگی‌هایی است که باعث می شود تا ماده نام برده شده از محبوبیت بسیار زیادی در حوزه ساخت و ساز و صنایع گاز و نفت برخوردار باشد.

 

پلی اتیلن های سنگین وزن و سبک وزن چگونه فراوری میشود؟

زمانی که این مواد ترموپلاستیک تولید می شوند ممکن است برای مصرف مشتری و یا صنعتی و با استفاده از روش های زیر فرآوری شود.

  • قالب گیری تزریقی: این فرایند بسیار سریع باعث می شود تا قرص ها و ذرات پلی اتیلن های سبک و سنگین وزن به شکل و اندازه دلخواه و با استفاده از قالب تبدیل شوند. قرصهای ترموپلاستیک در داخل یک لوله بسیار داغ فرستاده می شوند که در آن مواد کاملاً ذوب شده و این کار از طریق لوله‌های پیچشی و یا بخشهای حرارت دهنده انجام می‌گیرد. پس از آن پلاستیک ذوب شده در داخل حفره قالب گیری از پیش تعریف شده ای تزریق می شود که خود باعث می شود تا دمای ماده مورد نظر کاهش پیدا کند. پس از آن که ماده سخت شود و حالت قالب را به خود بگیرد، از دستگاه قالب گیری خارج خواهد شد.

 

  • روزن رانی: این روش هم همانند قالبگیری تزریقی از حرارت به منظور ذوب ذرات پلاستیکی استفاده می‌کند ولی تنها تفاوت آن با روش قالب گیری تزریقی در مرحله نهایی قرار می گیرد. در این مرحله پلاستیک ذوب شده در داخل یک دهانه از پیش طراحی شده قرار می گیرد و خنک می شود تا زمانی که حالت جامد پیدا کند.

 

  • قالب گیری بادی: این روش فراوری بیشتر برای تولید انواعی از محصولات پلاستیکی استفاده می شود که دارای یک حفره می باشند و به جای تزریق پلاستیک ذوب شده این فرآیند از هوای فشرده به منظور قرارگیری ماده در داخل قالب استفاده می‌کنند.

مترجم: ف. ال احمد