تاریخچه پلی اتیلن

مقایسه پلی اتیلن با دیگر پلیمرها

کلمه پلیمر از کلمه یونانى( پلى ) به معناى چند و ( مر ) به معناى واحد و یا قسمت بوجود آمده است . پلیمرها را اشتباها رزین ، آلاستومر و پلاستیک نیز مى‌نامند . در حالى که پلاستیک تنها یک صفت است که براى مواردى به کار مى‌رود که قابلیت تغییر شکل بر اثر فشار را دارا هستند و اغلب اشتباها به عنوان یک کلمه اصلى براى صنایع پلاستیک و تولیدات آن به کار مى‌رود. اولین بار کلمه پلیمر توسط شیمى دانى به نام رنالت در سال 1835 ، به کار رفت و اولین کاربرد تجارى مواد پلیمرى در سال 1834 با کشف کائوچو آغاز شد لکن اولین پلاستیک مصنوعى با نام نیترات سلولز در سال 1862 کشف و در سال 1868 وارد بازار شد.نایلون در سال 1938، پلى اتیلن در سال 1942 پلى پروپیلن در سال 1957،پلى بوتیلن درسال 1974و پلیمرهاى کریستال مایع براى ساخت اجزاى الکترونیکى در سال 1985رایج گردیدند. پلیمرها به سه نوع پلیمرهاى طبیعى ، طبیعى اصلاح شده و مصنوعى تقسیم مى شوند. اولین پلاستیکهاى صنعتى مدرن حدود 100سال پیش رواج یافتند ولى در دهه هاى اخیر رشد فزاینده و گوناگونى در صنایع به وقوع پیوست . حدود 60 پلیمر بسیار مهم تا کنون به بازار عرضه شده که مشتقات آنها به بیش از 2000 مورد مى رسد و کماکان در حال افزایش است . پلى اولفینها پلیمرهاى گرما نرم با خواص تقریبا مشابه و فرمولاسیون نزدیک به هم هستند که انواع معروف آنها پلى اتیلن ها ،پلی پروپیلن ها و پلى بوتیلن ها مى با شند که در صنایع لوله ،کاربرد فراوانترى دارند . با یک نگاه به جدول زیر متوجه میشوید از نظر انبساط ،مقاومت در برابر حلالها ، مقاومت کششى ، مقاومت فشردگى ، و مقاومت حرارتى و نفوذ پذیرى گازى پلى‌پروپیلنها امتیاز بیشترى نسبت به پلى اتیلنها داشته و به علت مقاومت حرارتى و مقاومت کششى پلى پروپیلنها از پلى بوتیلنها بهتر هستند . این موارد از جمله مهمترین مواردى هستند که در صنعت لوله کشى آب سرد گرم مورد نظر مى باشند و باعث امتیاز پلى پروپیلن ها مى شوند . البته در این میان لوله هاى با ترکیب پلیمر و آلمینیوم نیز تولید شدند که به دلیل گرانى و اتلاف حرارتى و … به علت وجود فلز در آنها زیاد مورد استقبال قرار نگرفت.

پلى پروپیلن ها	پلى بوتلین ها	پلى اتیلن ها	از نظر
مقاومت شیمیایی بسیارخوب	مقاومت شیمیایى بسیار خوب	مقاومت شیمیایى بسیار خوب	شیمیایى
ارزان بدون فن‌آورى تا حدى گران با فن‌آورى	تا حدى گران	قیمت ارزان و موجود بودن در انواع قابل مصرف	هزینه
26 حد اکثر	—-	50 حد اکثر	انبساط حرارتى
مورد حمله	مورد حمله	مورد حمله	اسیدهاى اکسید کننده
می شکند لکن تثبیت می‌گردد	خرد می‌شود	تثبیت کننده دارد	اثر نور خورشید و اشعه ماوراى بنفش
آرام	سریعاً می‌سوزد	آرام	سرعت اشتعال
مقاوم تا 80 درجه سانتیگراد	مقاوم	مقاوم تا 60 درجه سانتیگراد	در برابر حلالها
مقاوم	مقاوم	مقاوم	در برابر بازها
31-62	26-30	4-38	مقاومت کششى
38-55	—-	19-25	مقاومت فشردگى
0/025-0/25	نمی‌شکند ( کاملاً ارتجاعى )	25-1  مانند شلنگ نمی‌شکند	ضربه پذیرى ایزود
85-110    راک ول	55-65   شر	41-70   راک ول	سختى
قابل استفاده در لوله کشى گاز	—-	غیر قابل استفاده در خلاء	نفوذ پذیرى گازى
110-160	کمتر از 110	80-120	مقاومت حرارتى (درجه سانتیگراد)
مقاومت شیمیایى بسیارخوب	مقاومت شیمیایى بسیار خوب	مقاومت شیمیایى بسیار خوب	شیمیایى

مقاله تاریخچه پلی اتیلن را از اینجا دانلود کنید

     

پلی اتیلن چیست ؟ پلی اتیلن از انواع پلیمرهای گرمانرم می‌باشد بدین معنا که این ماده با رسیدن به نقطه ذوب خود به حالت مایع و با رسیدن به نقطه انجماد به حالت جامد تبدیل می‌شود. پلی اتیلن سنتز شیمیایی اتیلن است که معمولا از ترکیب نفت خام و گازهای طبیعی به وجود می‌آید. برخی از نام های غیر رسمی آن polythene یا polyethylyne  می‌باشد، علاوه بر این به اختصار PE نیز نامیده می‌شود. پلی اتیلن  اکثرا در جهت ساخت ترکیبات پلاستیکی استفاده می‌شود تا به صورت خالص مورد استفاده قرار گیرد. این ماده با این که در طیف وسیعی از مصارف گوناگون استفاده شود .

پلی‌اتیلن‌ها خانواده‌ای از گرمانرم‌ها 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 آنها کنترل کرد. پلیمرهای با وزن مولکولی پائین را به عنوان روان کننده(Lubricant) به کار می‌برند. پلیمرهای با وزن مولکولی متوسط واکس‌هایی امتزاج پذیر (مخلوط پذیر) با پارافین می‌باشند و نهایتا 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 که ساده تر از تمام پلیمرهای تجاری می‌باشد . یک مولکول پلی اتیلن زنجیر بلندی از اتم‌های کربن است که به هر اتم کربن دو اتم هیدروژن چسبیده‌است.

انواع پلی اتیلن چیست ؟

طبقه‌بندی اتیلن‌ها بر اساس دانسیته آنها صورت می‌گیرد. که در مقدار دانسیته اندازه زنجیر پلیمر و نوع و تعداد شاخه‌های موجود در زنجیر دخالت دارد.

HDPE یا پلی اتیلن سنگین چیست ؟

این پلی اتیلن دارای زنجیر پلیمری بدون شاخه است. بنابراین نیروی بین مولکولی در زنجیره بالا و استحکام کششی آن بیشتر از بقیه پلی اتیلن‌ها است. شرایط واکنش و نوع کاتالیزور مورد استفاده در تولید پلی اتیلن سنگین HDPE موثر است. برای تولید پلی اتیلن بدون شاخه معمولاً از روش پلیمریزاسیون با کاتالیزور زیگلر ـ ناتا استفاده می‌شود. جهت تولید لوله پلی اتیلن برای کاربردهای تحت فشار از پلی اتیلن سنگین استفاد ه میشود

LDPE یا پلی اتیلن سبک چیست ؟

این پلی‌اتیلن دارای زنجیری شاخه دار است. بنابراین زنجیرهای LDPE نمی‌توانند بخوبی با یکدیگر پیوند برقرار کنند و دارای نیروی بین مولکولی ضعیف و استحکام کششی کمتری است این نوع پلی اتیلن معمولاً با روش پلیمریزاسیون رادیکالی تولید می‌شود از خصوصیات این پلیمر انعطاف پذیری و امکان تجزیه بوسیله میکرو ارگانی‌ها است. جهت تولید لوله پلی اتیلن مخصوص آبیاری و سایزهای ریز برخی تولید کنندگان از این نوع مواد استفاده میکنند که توصیه نمیشود

LLDPE یا پلی اتیلن خطی با دانسیته پایین چیست ؟

این پلی اتیلن یک پلیمر خطی با تعدادی  شاخه‌های کوتاه است و معمولاً از کوپلیمریزاسیون اتیلن با آلکن‌ها بلند زنجیر ایجاد می‌شود.

MDPE یا پلی اتیلن با دانستیه متوسط است و در تولید لوله‌های پلاستیکی و اتصالات لوله‌کشی معمولاً از MDPE استفاده می‌شود. برخی تولید کنندگان از این نوع مواد برای تولید لوله پلی اتیلن جهت مصارف گازررسانی استفاده میکنند

کاربرد پلی اتیلن چیست ؟

پلی اتیلن کاربرد فراوانی در تولید انواع لوازم پلاستیک مورد استفاده در آشپزخانه و صنایع غذایی دارد. از LDPE در تولید ظروف پلاستیکی سبک و همچنین کیسه‌های پلاستیک استفاده می‌شود. LDPE در تولید ظروف شیر و مایعات و انواع وسایل پلاستیکی آشپزخانه کاربرد دارد. در تولید لوله‌های پلاستیکی و اتصالات لوله‌کشی معمولاً از MDPE استفاده می‌کنند.

LLDPE بدلیل بالا بودن میزان انعطاف پذیری در تهیه انواع وسایل پلاستیکی انعطاف پذیر مانند لوله‌هایی با قابلیت خم شدن کاربرد دارد. اخیرا پژوهش‌های فراوانی در تولید پلی اتیلن هایی با زنجیر بلند و دارای شاخه‌های کوتاه انجام شده است. این پلی اتیلن‌ها در اصل HDPE با تعدادی شاخه‌های جانبی هستند این پلی اتیلن‌ها ترکیبی استحکام HDPE و انعطاف پذیری LDPE را دارد.

گاهی اوقات به جای اتم‌های هیدروژن در مولکول (پلی اتیلن)، یک زنجیر بلند از اتیلن به اتم‌های کربن متصل می‌شود که به آنها پلی اتیلن شاخه‌ای یا پلی اتیلن سبک (LDPE) می‌گویند؛ چون چگالی آن به علت اشغال حجم بیشتر، کاهش یافته ‌است. 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 رادیکال‌های آزاد وینیلی (Free radical polymerization) تولید می‌شود. البته برای تهیه آن می‌توان از پلیمریزاسیون زیگلر ناتا (Ziegler-Natta polymerization)نیز استفاده کرد.

وقتی هیچ شاخه‌ای در مولکول وجود نداشته باشد آن را پلی اتیلن خطی (HDPE) می‌نامند. پلی‌اتیلن خطی سخت‌تر از پلی‌اتیلن شاخه‌ای است اما پلی اتیلن شاخه‌ای آسانتر و ارزانتر ساخته می‌شود. ریخت و شکل این پلیمر بسیار کریستالی شکل است. پلی اتیلن خطی محصول نرمالی با وزن مولکولی ۲۰۰۰۰۰-۵۰۰۰۰۰ است که آن را تحت فشار و دماهای نسبتاً پائین پلیمریزه می‌کنند. پلی اتیلنی نیز وجود دارد که چگالی آن مابین چگالی این دو پلیمر است یعنی در محدوده ۹۲۶/۰ تا ۹۴۰/۰؛ و آن را پلی اتیلن نیمه سنگین یا متوسط می‌نامند.

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. ماده مذبور فرآیند پذیری دشوارتری برخوردار بوده ولی خواص آن عالی است. هنگامی که از طریق تشعشع یا استفاده از مواد افزودنی شیمیایی، این پلیمر تماما شبکه‌ای شود، پلی اتیلن یاد شده دیگر گرما نرم نخواهد بود. این ماده با پخت حین قالب گیری یا بعد از آن یک گرما سخت واقعی با استحکام کششی، خواص الکتریکی و استحکام ضربه خوب در دامنه 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. به وسیله کوپلیمریزاسیون مونومر اتیلن با یک مونومر آلکیل شاخه‌دار، کوپلیمری با شاخه‌های هیدروکربن کوتاه بدست می‌آید که آن را پلی اتیلن خطی با چگالی کم یا LLDPE می‌نامند و از آن اغلب برای ساخت اشیاءای شبیه فیلم‌های پلاستیکی ( کسیه فریزر ) استفاده می‌کنند.

مزیت های پلی اتیلن چیست؟

پلی اتیلن یک ماده پلاستیکی با مزایای فراوان است که در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. در زیر به توضیح هر یک از مزایا مذکور می‌پردازم:

1. انعطاف‌پذیری: پلی اتیلن به دلیل خاصیت انعطاف‌پذیری بالا، قابلیت تنظیم و تغییر شکل را داراست. این ویژگی پلی اتیلن را برای استفاده در صنایعی مانند بسته‌بندی، لوازم خانگی و صنایع خودروسازی مناسب می‌سازد.

 

2. مقاومت در برابر ضربه: پلی اتیلن دارای مقاومت بالا در برابر ضربه است و می‌تواند از تأثیرات ناشی از ضربه‌ها و فشارهای خارجی محافظت کند. این ویژگی پلی اتیلن را برای استفاده در صنایع ساختمانی، اسباب‌بازی و لوازم ورزشی مناسب می‌سازد.

 

3. سبکی و سهولت فرآیند تولید: پلی اتیلن به دلیل وزن سبک خود و قابلیت فرآیند تولید آسان، هزینه تولید را کاهش می‌دهد و بهره‌وری بالایی را فراهم می‌کند. این ویژگی آن را برای صنایع تولیدی و بسته‌بندی مناسب می‌سازد.

 

4. قابلیت بازیافت: پلی اتیلن قابلیت بازیافت و استفاده مجدد را داراست. این ویژگی آن را به یک ماده پلاستیکی پایدار و سازگار با محیط زیست تبدیل می‌کند.

 

5. مقاومت در برابر عوامل آب و هوایی و خوردگی شیمیایی: پلی اتیلن دارای مقاومت بالا در برابر عوامل آب و هوایی مانند رطوبت، باران و نور خورشید است. همچنین، این ماده به خوبی در برابر خوردگی شیمیایی مقاومت نشان می‌دهد و در برابر اثرات شیمیایی مختلف مانند اسیدها و بازها مقاوم است.

 

6. بی‌بو و ضدعفونی بودن: پلی اتیلن بی‌بو است و برخلاف برخی از مواد پلاستیکی دیگر، بوی نامطبوعی را تحریک نمی‌کند. همچنین، به علت ساختار چگال خود، باکتری‌ها و میکروارگانیسم‌ها در سطح آن رشد نمی‌کنند، بنابراین به عنوان یک ماده با ویژگی ضدعفونی مطرح می‌شود.

 

7. نگهداری و حفظ مواد و قابلیت استحکام مکانیکی: پلی اتیلن به دلیل خاصیت نفوذپذیری کم و عدم تأثیر آن بر طعم و بوی مواد، برای نگهداری و حفظ مواد مختلف مانند مواد غذایی و مواد شیمیایی مناسب است. همچنین، دارای استحکام مکانیکی بالا است و می‌تواند با فشارها و بارهای سنگین مقاومت کند.

 

8. عایق الکتریکی: پلی اتیلن به عنوان یک ماده عایق الکتریکی عمل می‌کند و می‌تواند در برابر جریان الکتریکی مقاومت کند. به همین دلیل، در صنایع برق و الکترونیک مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

9. سازگاری: پلی اتیلن به خوبی با سایر مواد و مواد شیمیایی سازگاری دارد. این ویژگی آن را برای استفاده در صنایع شیمیایی، پزشکی و صنایع غذایی مناسب می‌سازد.

 

10. اقتصادی بودن: تولید پلی اتیلن با هزینه کمتری همراه است و مقرون به صرفه‌تر از بسیاری از مواد پلاستیکی دیگر است. همچنین، قابلیت بازیافت و استفاده مجدد آن به صرفه‌ترین راه برای استفاده از این ماده را فراهم می‌کند.

 

11. بادوام: پلی اتیلن دارای مقاومت بالا در برابر خوردگی و تغییرات دما است، بنابراین می‌تواند در محیط‌های مختلف و شرایط سخت بادوام باشد. این ویژگی آن را برای استفاده در صنایع ساختمانی، خودروسازی و لوازم خارجی مناسب می‌سازد.

 

با توجه به مزایای متعدد پلی اتیلن، می‌توان گفت که این ماده پلاستیکی متناسب با نیازهای صنایع مختلف استفاده می‌شود و از لحاظ اقتصادی، عملکرد و پایداری به یک گزینه مطلوب تبدیل می‌شود.

تاریخچه پلی اتیلن چست ؟

کلمه پلیمر از کلمه یونانى ( پلى ) به معناى چند و ( مر ) به معناى واحد و یا قسمت بوجود آمده است . پلیمرها را اشتباها رزین ، آلاستومر و پلاستیک نیز مى‌نامند. در حالى که پلاستیک تنها یک صفت است که براى مواردى به کار مى‌رود که قابلیت تغییر شکل بر اثر فشار را دارا هستند و اغلب اشتباها به عنوان یک کلمه اصلى براى صنایع پلاستیک و تولیدات آن به کار مى‌رود.

اولین بار کلمه پلیمر توسط شیمى دانى به نام رنالت در سال 1835، به کار رفت و اولین کاربرد تجارى مواد پلیمرى در سال 1834 با کشف کائوچو آغاز شد.از این رو اولین پلاستیک مصنوعى با نام نیترات سلولز در سال 1862 کشف و در سال 1868 وارد بازار شد. نایلون در سال 1938، پلى اتیلن در سال 1942، پلى پروپیلن در سال 1957،پلى بوتیلن درسال 1974و پلیمرهاى کریستال مایع براى ساخت اجزاى الکترونیکى در سال 1985رایج گردیدند.

پلیمرها به سه نوع پلیمرهاى طبیعى ، طبیعى اصلاح شده و مصنوعى تقسیم مى‌شوند. اولین پلاستیک‌هاى صنعتى مدرن حدود 100سال پیش رواج یافتند ولى در دهه‌هاى اخیر رشد فزاینده و گوناگونى در صنایع به وقوع پیوست .

حدود 60 پلیمر بسیار مهم تاکنون به بازار عرضه شده که مشتقات آنها به بیش از 2000مورد مى‌رسد و کماکان در حال افزایش است. پلی‌اولفین‌ها پلیمرهاى گرما نرم با خواص تقریبا مشابه و فرمولاسیون نزدیک به هم هستند که انواع معروف آنها پلى اتیلن ها، پلی پروپیلن ها و پلى بوتیلن ها مى‌باشند که در صنایع لوله پلی اتیلن ،کاربرد فراوانترى دارند.

کشف پلی اتیلن

پلی اتیلن در نگاه کلی یا پلی اتن یکی از ساده‌ترین و ارزانترین پلیمرها است. پلی اتیلن جامدی مومی و غیر فعال است. این ماده از پلیمریزاسیون اتیلن بدست می‌آید و بطور خلاصه بصورت PE نشان داده می‌شود. مولکول اتیلن دارای یک بند دو گانه است. در فرایند پلیمریزاسیون بند دو گانه هر یک از مونومرها شکسته شده و بجای آن پیوند ساده‌ای بین اتم‌های کربن مونومرها ایجاد می‌شود و محصول ایجاد شده یک درشت‌مولکول است. واکنش تهیه پلی اتیلن تاریخچه تولید پلی اتیلن اولین بار بطور اتفاقی توسط شیمیدان آلمانی “Hans Von Pechmanv” سنتز شد. او در سال 1898 هنگام حرارت دادن دی آزومتان ، ترکیب مومی شکل سفیدی را سنتز کرد که بعدها پلی اتیلن نام گرفت. اولین روش سنتز صنعتی پلی اتیلن بطور تصادفی توسط “ازیک ناوست” و “رینولرگیسون” در 1933 کشف شد. این دو دانشمند با حرارت دادن مخلوط اتیلن و بنزالدئید در فشار بالا ، ماده‌ای موم‌مانند بدست آوردند. علت این واکنش وجود ناخالصی‌های اکسیژن‌دار در دستگاه‌های مورد استفاده بود که بعنوان ماده آغازگر پلیمریزاسیون عمل کرده بود. در سال 1935 “مایکل پرین” یکی دیگر از دانشمندهای ICI این روش را توسعه داد و تحت فشار بالا پلی‌اتیلن را سنتز کرد که این روش اساسی برای تولید صنعتی LDPE در سال 1939 شد. استفاده از انواع کاتالیزورها در سنتز پلی‌اتیلن اتفاق مهم در سنتز پلی اتیلن ، کشف چندین کاتالیزور جدید بود که پلیمریزاسیون اتیلن را در دما و فشار ملایم‌تری نسبت به روش‌های دیگر امکان‌پذیر می‌کرد. اولین کاتالیزور کشف شده در این زمینه تری اکسید کروم بود که در 1951 ، “روبرت بانکس” و “جان هوسن” در شرکت فیلیپس تپرولیوم آنرا کشف کردند. در 1953 ، “کارل زیگلر” شیمیدان آلمانی سیستم‌های کاتالیزور شامل هالیدهای تیتان و ترکیبات آلی آلومینیوم‌دار را توسعه داد. این کاتالیزورها در شرایط ملایم‌تری نسبت به کاتالیزورهای فیلیپس قابل استفاده بودند و همچنین پلی اتیلن یک آرایش (با ساختار منظم) تولید می‌کردند. سومین نوع سیستم کاتالیزوری استفاده از ترکیبات متالوسن بود که در سال 1976 در آلمان توسط “والتر کامینیکی” و “هانس ژوژسین” تولید شد. کاتالیزورهای زیگلر و متالوسن از لحاظ کارکرد بسیار انعطاف‌پذیر هستند و در فرایند کوپلیمریزاسیون اتیلن با سایر اولفین‌ها که اساس تولید پلیمرهای مهمی مثل VLDPE و LLDPE و MDPE هستند، مورد استفاده قرار می‌گیرند. اخیرا کاتالیزوری از خانواده متالوین‌ها با قابلیت استفاده بالا برای پلیمریزاسیون پلی اتیلن به نام زیرکونوسن دی کلرید ساخته شده است که امکان تولید پلیمر با ساختار بلوری (تک آرایش) بالا را می‌دهد. همچنین نوع دیگری از کاتالیزورها به نام کمپلکس ایمینوفتالات با فلزات گروه ششم مورد توجه قرار گرفته است که کارکرد بالاتری نسبت به متالوسن‌ها نشان می‌دهند. انواع پلی اتیلن طبقه‌بندی پلی اتیلن‌ها بر اساس دانسیته آنها صورت می‌گیرد که در مقدار دانسیته اندازه زنجیر پلیمری و نوع و تعداد شاخه‌های موجود در زنجیر دخالت دارد:

• HDPE(پلی‌اتیلن با دانسیته بالا) این پلی‌اتیلن دارای زنجیر پلیمری بدون شاخه است بنابراین نیروی بین مولکولی در زنجیرها بالا و استحکام کششی آن بیشتر از بقیه پلی اتیلن‌ها است. شرایط واکنش و نوع کاتالیزور مورد استفاده در تولید پلی اتیلن HDPE موثر است. برای تولید پلی‌اتیلن بدون شاخه معمولا از روش پلیمریزاسیون با کاتالیزور زیگلر- ناتا استفاده می‌شود.
• LDPE (پلی‌اتیلن با دانسیته پایین) این پلی‌ اتیلن دارای زنجیری شاخه‌دار است بنابراین زنجیرهای LDPE نمی‌توانند بخوبی با یکدیگر پیوند برقرار کنند و دارای نیروی بین مولکولی ضعیف و استحکام کششی کمتری است. این نوع پلی ‌اتیلن معمولا با روش پلیمریزاسیون رادیکالی تولید می‌شود. از خصوصیات این پلیمر ، انعطاف‌پذیری و امکان تجزیه بوسیله میکروارگانیسمها است
• LLDPE (پلی اتیلن خطی با دانسیته پایین) این پلی ‌اتیلن یک پلیمر خطی با تعدادی شاخه‌های کوتاه است و معمولا از کوپلیمریزاسیون اتیلن با آلکن‌های بلند زنجیر ایجاد می‌شود
• MDPE پلی اتیلن با دانسیته متوسط است. لوله‌هی پلی اتیلنی کاربرد پلی‌اتیلن کاربرد فراوانی در تولید انواع لوازم پلاستیکی مورد استفاده در آشپزخانه و صنایع غذایی دارد. از LDPE در تولید ظروف پلاستیکی سبک و همچنین کیسه‌های پلاستیکی استفاده می‌شود
• HDPE در تولید ظروف شیر و مایعات و انواع وسایل پلاستیکی آشپزخانه کاربرد دارد.

در تولید لوله‌های پلاستیکی و اتصالات لوله‌کشی معمولا از MDPE استفاده می‌کنند. LLDPE بدلیل بالا بودن میزان انعطاف‌پذیری در تهیه انواع وسایل پلاستیکی انعطاف‌پذیر مانند لوله‌هایی با قابلیت خم شدن کاربرد دارد. اخیرا پژوهش‌های فراوانی در تولید پلی اتیلن‌هایی با زنجیر بلند و دارای شاخه‌های کوتاه انجام شده است.

پلی اتیلن خانواده‌ای از رزینها می باشند که از طریق پلیمریزاسیون گاز اتیلن ( C2H4 ) بدست می آیند . از طریق کاتالیست و روش پلیمریزاسیون این ماده می توان خواص مختلفی همچون چگالی، شاخص جریان مذاب (MFI) ، بلورینگی، درجهء شاخه ای و شبکه ای شدن، وزن مولکولی و توزیع وزن مولکولی را در آنها کنترل کرد. پلیمرهای با وزن مولکولی پائین را به عنوان روان کننده(Lubricant) به کار می برند.پلیمرهای با وزن مولکولی متوسط واکس هایی امتزاج پذیر (مخلوط پذیر) با پارافین می باشند و نهایتا پلیمرهایی با وزن مولکولی بالاتر6000 در صنعت پلاستیک بیشترین حجم مصرف را به خود اختصاص می دهند. پلی اتیلن شامل ساختار بسیار ساده ای است ، به طوری که ساده تر از تمام پلیمرهای تجاری می باشد . یک مولکول پلی اتیلن زنجیر بلندی از اتم های کربن است که به هر اتم کربن دو اتم هیدروژن چسبیده است که شکل آن را می توانید در زیر مشاهده کنید:گاهی اوقات به جای اتم های هیدروژن در مولکول (پلی اتیلن)، یک زنجیر بلند از اتیلن به اتم های کربن متصل می شود که به آنها پلی اتیلن شاخه ای یا پلی اتیلن سبک (LDPE) می گویند؛ چون چگالی آن به علت اشغال حجم بیشتر، کاهش یافته است. در این نوع پلی اتیلن مولکولهای اتیلن به شکل تصادفی به یکدیگر متصل می شوند و ریخت و شکل بسیار نامنظمی را ایجاد می کنند. چگالی آن بین 910/0 تا 925/. است و تحت فشار و دمای بالا و اغلب با استفاده از پلیمریزاسیون رادیکال آزاد وینیلی (Free radical polymerization) تولید می شود. البته برای تهیهء آن می توان از پلیمریزاسیون زیگلر ناتا (Ziegler-Natta polymerization)نیز استفاده کرد شکل آن به صورت زیر است :وقتی هیچ شاخه ای در مولکول وجود نداشته باشد آن را پلی اتیلن خطی (HDPE) می نامند. پلی اتیلن خطی سخت تر از پلی اتیلن شاخه ای است اما پلی اتیلن شاخه ای آسانتر و ارزانتر ساخته می شود. ریخت و شکل این پلیمر بسیار کریستالی شکل است. پلی اتیلن خطی محصول نرمالی با وزن مولکولی 200000-500000 است که آن را تحت فشار و دماهای نسبتا پائین پلیمریزه می کنند. چگالی آن بین 941/0 تا 965/0 است و آن را بیشتر به وسیلهء فرآیند مشکلی که پلیمریزاسیون زیگلر ناتا نامیده می شود، تهیه می کنند. شکل این پلی اتیلن را در تصویر بالا میتوانید مشاهده کنید. پلی اتیلنی نیز وجود دارد که چگالی آن مابین چگالی این دو پلیمر است یعنی در محدودهء 926/0 تا 940/0 ؛ و آن را پلی اتیلن نیمه سنگین یا متوسط می نامند. پلی اتیلن با وزن مولکولی بین 3 تا 6 میلیون را پلی اتیلن با وزن مولکولی بسیار بالا یا UHMWPE می نامند و با پلیمریزاسیون کاتالیست متالوسن تولید می کنند. مادهء مذبور فرآیند پذیری دشوارتری برخوردار بوده ولی خواص آن عالی است. هنگامی که از طریق تشعشع یا استفاده از مواد افزودنی شیمیایی ، این پلیمر تماما شبکه ای شود، پلی اتیلن یاد شده دیگر گرما نرم نخواهد بود. این ماده با پخت حین قالب گیری یا بعد از آن یک گرما سخت واقعی با استحکام کششی، خواص الکتریکی و استحکام ضربهء خوب در دامنهء وسیعی از دماها خواهد بود. از آن برای ساخت فیبرهای بسیار قوی استفاده می کنند تا جایگزین کولار (نوعی پلی آمید)در جلیقه های ضد گلوله کنند ؛ و همچنین صفحات بزرگ آن را می توان به جای زمین های اسکیت یخی استفاده کرد. به وسیلهء کوپلیمریزاسیون مونومراتیلن با یک مونومر آلکیل شاخه دار، کوپلیمری با شاخه های هیدروکربن کوتاه بدست می آید که آن را پلی اتیلن خطی با چگالی کم یا LLDPE می نامند و از آن اغلب برای ساخت اشیاءای شبیه فیلم های پلاستیکی ( کسیه فریزر ) استفاده می کنند.

برخی ویژگیهای پلی اتیلن

مهمترین ویژگی های ذاتی پلی اتیلن های تجاری برای کاربردهای اصلی عبارتند از:

• چگالی
• نمایهء مذاب
• توزیع وزن مولکولی

چگالی

همان طور که قبلا اشاره شد چگالی انواع پلی اتیلن ها در محدودهء 910/0 تا 965/0 دارد و علت اینکه آن را تا سه رقم اعشار ذکر می کنند این است که 003/0 تغییر در چگالی باعث تغییر قابل توجه ای در ویژگی ها می شود. به طور کلی با افزایش چگالی، خطی بودن، سفتی، استحکام کششی، استحکام پارگی، دمای نرم شدن، شکنندگی، عمر خمشی، تمایل به ترک برداشتن افزایش می یابد.

نمایه مذاب یا شاخص جریان مذاب Melt Flow Index- MFI

کاربردی ترین نشانهء ارتباط دهندهء ویژگی های پلی اتیلن به متوسط وزن مولکولی است. نمایهء مذاب وزن (گرم) پلی اتیلنی است که در عرض ده دقیقه از میان یک روزنهء ثابت در دمای 190 درجه سانتیگراد بیرون می آید، و این در حالی است که وزنهء استانداردی بر روی پیستون محفظهء رانش که حاوی سه گرم پلی اتیلن است، قرار دارد. نمایهء مذاب تا حدودی (اما نه دقیق ) نسبت معکوس با گرانروی مذاب دارد. بنابر این با افزایش وزن مولکولی متوسط ، کاهش می یابد. نمایهء مذاب بیشتر، نشان دهندهء روانی بیشتر در دماهای فرآورش است. این نماد در اصل برای نشان دادن ویژگی های سیلانی (روانی) به عنوان معیاری از قابلیت اکسترود شدن است. به طور کلی با افزایش نمایهء مذاب ،استحکام کششی ، مقاومت پارگی، دمای نرم شدن و چقرمگی پلی اتیلن کاهش می یابد.

توزیع وزن مولکولی پلی اتیلن

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

کاربردهای پلی اتیلن

از فیلم های پلی اتیلنی برای بسته بندی مواد غذایی، البسه، کیسه های پلاستیکی، فیلم های محافظ درکاربردهای ساختمانی، عایق های رطوبت، گلخانه ها، پوششهای صندلی اتومبیلهای نو، تارپولین ها و غیره استفاده کرد. از کاربردهای دیگر پلی اتیلن آن می توان به استفاده از آن در عایق های الکتریکی کابلها وسیمها، ظروف خانگی، قطعات مختلف مصرفی در صنایع خودروسازی، قطعات تزریقی، انواع لوله ها، مخزنهای نگهداری مواد شیمیایی و تجهیزات آزمایشگاهی و از پودر آن برای بهبود خواص مختلف رزین های گرمانرم و گرماسخت و غیره اشاره