پلی‌اتیلن: تفاوت میان نسخه‌ها

'''پلی‌اتیلن‌ها''' خانواده‌ای از [[گرمانرم]]ها می‌باشند که از طریق [[پلیمریزاسیون]] گاز [[اتیلن]] (C₂H₄) بدست می‌آیند. از طریق [[کاتالیست]] و روش پلیمریزاسیون این ماده می‌توان خواص مختلفی همچون [[چگالی]]، [[شاخص جریان مذاب (MFI)]]، [[بلورینگی]]، درجه شاخه‌ای و شبکه‌ای شدن، [[وزن مولکولی]] و [[توزیع وزن مولکولی]] را در آنهاآن‌ها کنترل کرد. پلیمرهای با وزن مولکولی پائین را به عنوان روان‌کننده(Lubricant) به کار می‌برند. پلیمرهای با [[وزن مولکولی]] متوسط واکس‌هایی [[امتزاج]] پذیر (مخلوط پذیر) با پارافین می‌باشند و نهایتاً پلیمرهایی با وزن مولکولی بالاتر از ۶۰۰۰ در صنعت [[پلاستیک]] بیشترین حجم مصرف را به خود اختصاص می‌دهند. پلی اتیلن شامل ساختار بسیار ساده‌ای است، به طوری کهبه‌طوری‌که ساده‌تر از تمام پلیمرهای تجاری می‌باشد. یک مولکول پلی اتیلن زنجیر بلندی از اتم‌های [[کربن]] است که به هر اتم کربن دو اتم [[هیدروژن]] چسبیده‌است.

گاهی اوقات به جای اتم‌های [[هیدروژن]] در [[مولکول]] (پلی اتیلن)، یک زنجیر بلند از اتیلن به اتم‌های کربن متصل می‌شود که به آنهاآن‌ها پلی اتیلن شاخه‌ای یا پلی اتیلن سبک (LDPE) می‌گویند؛ چون [[چگالی]] آن به علت اشغال حجم بیشتر، کاهش یافته استیافته‌است. در این نوع پلی اتیلن مولکولهای اتیلن به شکل تصادفی به یکدیگر متصل می‌شوند و ریخت و شکل بسیار نامنظمی را ایجاد می‌کنند. چگالی آن بین ۹۱۰/۰ تا ۹۲۵/. است و تحت فشار و دمای بالا و اغلب با استفاده از پلیمریزاسیون [[رادیکال آزاد|رادیکال‌های آزاد]] وینیلی (Free radical polymerization) تولید می‌شود. البته برای تهیهٔ آن می‌توان از پلیمریزاسیون زیگلر ناتا (Ziegler-Natta polymerization)نیز استفاده کرد.

پلی اتیلن سبک (چگالی پایین) عموماً پلی اتیلنی نرم‌تر و دارای بلورینگی کم تری است. این پلیمر معمولاً به صورت گلوله ایگلوله‌ای شکل به بازار عرضه شده و به طوریبه‌طوری وسیع در کاربردهایی مصرف می‌شود که در آنهاآن‌ها شفافیت، خنثی بودن، سهولت فرایند پذیری، پایداری و خواص خوب الکتریکی مد نظر است.

* پلی اتیلن با وزن مولکولی بین ۳ تا ۶ میلیون را [[پلی اتیلن با وزن مولکولی بسیار بالا]] یا [[UHMWPE]] می‌نامند و با پلیمریزاسیون کاتالیست متالوسن تولید می‌کنند. مادهٔ مزبور فرایند پذیریفرایندپذیری دشوارتری برخوردار بوده ولی خواص آن عالی است. هنگامی که از طریق تشعشع یا استفاده از مواد افزودنی شیمیایی، این پلیمر تماماً شبکه‌ای شود، پلی اتیلن یاد شده دیگر گرما نرم نخواهد بود. این ماده با پخت حین قالب گیریقالب‌گیری یا بعد از آن یک گرما سخت واقعی با استحکام کششی، خواص الکتریکی و استحکام ضربهٔ خوب در دامنهٔ وسیعی از دماها خواهد بود. از آن برای ساخت فیبرهای بسیار قوی استفاده می‌کنند تا جایگزین کولار (نوعی پلی آمید) در جلیقه‌های ضد گلوله کنند؛ و همچنین صفحات بزرگ آن را می‌توان به جای زمین‌های اسکیت یخی استفاده کرد.

هر یک از موارد بالا (اونواع کلی پلی اتیلن) خود شامل ده‌ها و بلکه صدها گونه مختلف می‌باشد که عبارت لاتین گرید برای آنهاآن‌ها استفاده می‌شود، مانند BL3، ۰۰۳۵، ۰۰۷۵، X3 و..

LLDPE به دلیل بالا بودن میزان انعطاف‌پذیری در تهیه انواع وسایل پلاستیکی انعطاف‌پذیر مانند لوله‌هایی با قابلیت خم شدن کاربرد دارد. اخیراً پژوهش‌های فراوانی در تولید پلی اتیلن‌هایی با زنجیر بلند و دارای شاخه‌های کوتاه انجام شده استشده‌است. این پلی اتیلن‌ها در اصل HDPE با تعدادی شاخه‌های جانبی هستند. این پلی اتیلن‌ها ترکیبی، استحکام HDPE و انعطاف‌پذیری LDPE را دارند.

== برخی ویژگیهایویژگی‌های پلی اتیلن ==

همان‌طور که قبلاً اشاره شد چگالی انواع پلی اتیلن‌ها در محدودهٔ ۰٫۹۱۰ تا ۰٫۹۶۵ دارد و علت اینکه آن را تا سه رقم اعشار ذکر می‌کنند این است که ۰٫۰۰۳ تغییر در چگالی باعث تغییر قابل توجه‌ای در ویژگی‌ها می‌شود. به طوربه‌طور کلی با افزایش چگالی، خطی بودن، سفتی، استحکام کششی، استحکام پارگی، دمای نرم شدن، شکنندگی، عمر خمشی، تمایل به ترک برداشتن افزایش می‌یابد. پلی اتیلن‌ها بسته به چگالی، به چهار گونه پلی اتیلن با چگالی کم (LDPE)، پلی اتیلن با چگالی کم خطی (LLDPE)، پلی اتیلن با چگالی متوسط (MDPE) و پلی اتیلن با چگالی زیاد (HDPE) تقسیم می‌شوند.

کاربردی‌ترین نشانهٔ ارتباط دهندهٔ ویژگی‌های پلی اتیلن به متوسط [[وزن مولکولی]] است. [[شاخص جریان مذاب (MFI)|شاخص جریان مذاب]]، وزن پلی اتیلنی (بر حسب گرم) است که در عرض ده دقیقه از میان یک روزنهٔ (Die) با عرض و طول ثابت در دمای ۱۹۰ درجه سانتیگراد بیرون می‌آید، و این در حالی است که وزنهٔ استانداردی بر روی پیستون محفظهٔ رانش که حاوی حدود سه گرم پلی اتیلن است، قرار دارد. [[شاخص جریان مذاب (MFI)|شاخص جریان مذاب]] تا حدودی (اما نه دقیق) نسبت معکوس با گرانروی مذاب دارد. بنا بر این با افزایش وزن مولکولی متوسط، کاهش می‌یابد. [[شاخص جریان مذاب (MFI)|شاخص جریان مذاب]] بالاتر، نشان دهندهٔ روانی بیشتر در دماهای فرآورش است. این نماد در اصل برای نشان دادن ویژگی‌های سیلانی (روانی) به عنوان معیاری از قابلیت اکسترود شدن است. به طوربه‌طور کلی با افزایش [[شاخص جریان مذاب (MFI)|شاخص جریان مذاب]]، استحکام کششی، مقاومت پارگی، دمای نرم شدن و چقرمگی پلی اتیلن کاهش می‌یابد.

توزیع وزن مولکولی (Mw/Mn) نیز اثر بارزی بر روی ویژگیهاویژگی‌ها دارد. با افزایش نسبت Mw/Mn استحکام کششی، دمای نرم شدن و چقرمگی کاهش می‌یابد و شکنندگی و تمایل به ترک برداشتن افزایش می‌یابد.