فرایند تولید پلاستیک پلی اتیلن
پلی اتیلن به مهمترین پلاستیک پلی الفین با خواص مکانیکی عالی، خواص پردازش و مقاومت شیمیایی در تولید فیلم، بسته بندی و لوله تبدیل شده است. با این حال، خواص غیر قطبی و سختی کم پلی اتیلن کاربرد آن را در زمینه های خاص محدود می کند. پیشرفت جدید اصلاح شیمیایی، فیزیکی و پلی اتیلن در اینجا مورد بررسی قرار گرفته است. اصلاح شیمیایی شامل اصلاح پیوند، اصلاح کوپلیمریزاسیون، اصلاح اتصال عرضی، کلرزنی، اصلاح کلروسولفوناسیون و اصلاح پلاسما می شود. روش های مختلفی برای تولید پلی اتیلن وجود دارد که شامل پلی اتیلن فشار قوی، پلی اتیلن فشار متوسط و پلی اتیلن فشار ضعیف می شود که هر سه روش دارای مزایا و معایبی نیز هستند.
استفاده از محصولات پلی اتیلن در زندگی روزمره ما بسیار رایج است؛ بعنوان مثال فیلم های بسته بندی مواد غذایی و دارویی، عایق، لوله و کابل. بنابراین، تولید پلی اتیلن بسیار زیاد است زیرا یکی از محبوب ترین مواد پلیمری مورد استفاده در زندگی روزمره است. محصولات زیادی میتوان از پلاستیک تولید کرد من جمله فیلم پلاستیکی و بشکه های شیر که در قالب گیری توخالی، قالب گیری تزریقی و اکستروژن محصولات مختلف کاربرد دارند. پلی اتیلن پنجمین رزین مصنوعی پر مصرف در جهان است که انواع مختلفی همچون پلی اتیلن چگالی بالا (HDPE)، پلی اتیلن چگالی کم (LDPE) و پلی اتیلن چگالی کم خطی (LLDPE) دارد. در سال 2002، ظرفیت تولید پلی اتیلن در جهان به 68.517.000 تن در هر سال رسیده بود که اروپای غربی، امریکای شمالی و ژاپن به ترتیب حدود 20، 30 و 5 درصد از این ظرفیت را به خود اختصاص داده بودند. علاوه بر ژاپن منطقه آسیا/ اقیانوسیه، افریقا/ خاورمیانه و امریکای مرکزی/ جنوبی نیز به ترتیب 24، 12 و 4 درصد از این میزان سهم داشتند. در سال 2001، به دلیل افزایش قیمت جهانی مواد خام و در نتیجه رکود اقتصادی، نرخ عملیاتی به کمتر از 80 درصد کاهش یافت. در سال بعد، نرخ عملیاتی پلی اتیلن با احیای اقتصاد جهانی حدود 80 درصد افزایش یافت. پلی اتیلن به تنش های محیطی (شیمیایی و مکانیکی) بسیار حساس است و مقاومت آن در برابر پیری حرارتی بسیار ضعیف است. خواص پلی اتیلن با توجه به ساختار مولکولی و چگالی متفاوت است. فرآورده ها با چگالی مختلف را میتوان با روش های مختلف تولید بدست آورد. از طرفی، خودِ پلی اتیلن را میتوان با روش های قالب گیری ترموپلاستیک جنرال پردازش کرد که عمدتآ در تولید لایه های نازک، ظروف، لوله ها، مونوفیلامنت، سیم و کابل، ملزومات روزانه استفاده می شوند؛ علاوه بر این، در تلویزیون، رادار و سایر عایق ها با فرکانس بالا نیز قابل استفاده هستند. با توسعه صنعت پتروشیمی، تولید پلی اتیلن به سرعت در حال توسعه بوده است؛ خروجی تولید پلاستیک حدود ¼ است. در سال 1983، ظرفیت تولید پلی اتیلن جهانی 24.65 میلیون تن و ظرفیت ساخت 3.16 میلیون تن بود. در سال های اخیر استفاده از آن بعنوان یک عامل انتشار متفاوت در زمینه فیزیک هسته ای، اخترفیزیک، عملیات راکتور برای اندازه گیری میزان نوترون در فیزیک هسته ای مشهود است.
پلی اتیلن پر مصرف ترین رزین مصنوعی در چین است. همانطور که قبلآ هم گفته شد این ماده عمدتآ در ساخت مواد عایق با فرکانس بالا مانند فیلم، لوله، مونوفیلامنت، سیم، کابل و بسیاری از ملزومات روزانه استفاده می شود. با توسعه صنعت پتروشیمی، تولید پلی اتیلن به سرعت در حال توسعه بوده است؛ خروجی تولید پلاستیک حدود ¼ است. گسترش سریع اقتصاد ملی چین محیط مساعدی را برای توسعه صنعت رزین مصنوعی ایجاد کرده است. انتظار می رود صنعت پلی اتیلن (PE) با سرعت بیشتری رشد کند. از ژانویه تا ژوئن 2008، تولید تجمعی رزین پلی اتیلن 3.520.250.09 تن بوده که نسبت به مدت مشابه سال گذشته 2.36 درصد افزایش نشان می دهد. همچنین در همین مدت، چین 2.537.799.893.00 کیلوگرم پلیمر اولیه به ارزش 4.085.020.175.00 دلار امریکا وارد کرده و 97.449.745.00 کیلوگرم RMB پلیمر اولیه با درآمد 152.849.30 نیز صادر کرد. در بازه زمانی 2008 تا 2011، پروژه های جدید در منطقه آسیا- اقیانوسیه عمدتآ در چین، هند، کره جنوبی و چین واقع شده است. چین در حال تبدیل شدن به بزرگترین صادر کننده فیلم و کیسه پلی اتیلن در جهان است که در مقادیر زیاد به امریکای شمالی، اروپای غربی و ژاپن عرضه می کند. علاوه بر صنعت فیلم؛کیسه های بافته شده، لوله، کابل، ظروف توخالی، جعبه های پلاستیکی و سایر فرآورده ها منجر به افزایش تقاضا برای رشد مصرف پلی اتیلن خواهد شد. از این رو، انتظار می رود ظرفیت تولید پلی اتیلن چین مانند گذشته به سرعت رشد کند. در حال حاضر، تولید و توسعه صنعت پلی اتیلن چین دارای خواص عمده ای من جمله افزایش سریع ظرفیت تولید و خودِ تولید، عدم وابستگی به کالاهای وارداتی، افزایش تقاضای مصرف کننده در آینده، و باقی ماندن فضای رقابتی در تولید پلی اتیلن است. پلی اتیلن یک رزین مصنوعی امیدوارکننده با خواص فیزیکی و شیمیایی عالی، و همچنین ترکیبی عالی از خواص دی الکتریک است. علاوه براین، در جنبه های زیر نیز مهم هستند: 1: عایق الکتریکی به دلیل پایداری بالا، مقاومت رطوبتی و خواص دی الکتریک بالا یک مادۀ مناسب در ساخت مواد عایق در مهندسی برق و بسیاری از جنبه های مرتبط است. 2: این مواد به دلیل داشتن مقاومت شیمیایی بالا می توانند برای مواد ساختار شیمیایی مانند لوله ها، پوشش ضد سایشی و غیره استفاده شوند. 3: ورق پلی اتیلن دارای چگالی کم، نرم، غیرقابل نفوذ آب، استحکام برشی بالا و مقاومت شیمیایی است. این خواص برای بسته بندی مواد ضروری است؛ از این رو، لایه پلی اتیلن ارزش بالایی در صنعت بسته بندی دارد و به تدریج جایگزین سلولوئید می شود. 4: پلی اتیلن پس از پرتو درمانی؛ الف: به سختی تغییر شکل می دهد، ب: تنش محیطی ایجاد نخواهد کرد، پ: الاستیسیته قوی دارد، ج: عایق الکتریکی عالی و مقاوم در برابر حلال است، د: و همچنین ضریب توان کمی دارد. از این رو، عملکرد بیشتر پس از تابش آن را در طیف وسیع تری از کاربردها قرار می دهد. برای مثال از مواد عایق برای خازن ها، ترانسفورماتورها و قطعات با دمای بالاتر استفاده می شود. با این حال، واکنش اتصال عرضی پلی اتیلن در طی تابش منجر به مشکل در پردازش بعدی می شود. علاوه بر موارد ذکر شده در بالا، کاربردهای فراوانی از پلی اتیلن مانند تجهیزات مختلف پزشکی، پاشش فلز، چوب، پارچه و مواد دیگر وجود دارد. همچنین HDPE می تواند بعنوان عامل تقویت کنندۀ لاستیکی استفاده شود.
صنعت پلاستیکی علاوه بر اینکه یکی از سریع ترین بخش های صنعتی رو به رشد در جهان است، یکی از بزرگترین و همه کاره ترین مواد ترموپلاستیک جنرال نیز محسوب می شود. روش های تولید مختلفی وجود دارد که شامل پلی اتیلن چگالی بالا (HDPE)، پلی اتیلن چگالی کم (LDPE) و پلی اتیلن چگالی متوسط (MDPE) می شود؛ این سه روش مزایا و معایب خود را نیز دارند. خواص پلی اتیلن با توجه به روش های ساخت متفاوت است همچنین به ساختار مولکول مربوط می شود. بطور کلی، پلی اتیلن تولید شده توسط فرایند فشار بالا را "دانسیته کم" و پلی اتیلن تولید شده توسط فرایند فشار متوسط یا پایین را "دانسیته بالا" نامیده شود. علاوه براین، انواع مختلفی از پلی اتیلن با وزن مولکولی کم، با وزن مولکولی فوق العاده بالا، پلی اتیلن عرضی، پلی اتیلن کلردار، پلی اتیلن کلروسولفونه، کوپلیمر اتیلن- اتیل اکریلات، سایر پلی اتیلن و کوپلیمر وجود دارد. با توسعه فناوری های مختلف اصلاح و فناوری های کامپوزیت، پلی اتیلن در حال ورود به برنامه های کاربردی جدید است.
