پلی‌اتیلن یا به اختصار PE یکی از پلیمرهای پرکاربرد در صنایع گوناگون است که در درجه اول در صنعت بسته‌بندی مورد استفاده قرار می‌گیرد. پلیمرها، از پرکاربردترین مواد اولیه مورد استفاده در صنایع مختلف و استفاده روزانه مردم هستند. به علت تنوع زیادی که دارند در اکثر موارد با یکدیگر اشتباه گرفته می‌شوند. افرادی که در علم شیمی و مواد تخصصی ندارند، تمام مواد پلیمری را به نام پلاستیک می‌شناسند. اما افرادی که سر رشته‌ای در این حوزه دارند، می‌توانند انواع پلیمرها را از هم تشخیص دهند. پلی اتیلن، بعنوان معروفترین و پرمصرف‌ترین نوع پلیمرها، دنیای گسترده‌ای از گریدهای مختلف با کاربردهای متفاوت است. پلی اتیلن از گریدهای مختلفی نظیر پلی اتیلن سبک (LDPE)، پلی اتیلن سبک خطی (LLDPE) و پلی اتیلن سنگین (HDPE) تشکیل شده است. ویژگی‌های هر کدام بسته به نوع گرید و کاربردشان گاهی مشابه و گاهی نیز کاملا با یکدیگر متفاوت هستند. شرکت چابک پلاست، به عنوان یکی از بزرگترین تولیدکنندگان محصولات پلی اتیلنی و پلی پروپیلنی، قصد دارد تا در ادامه به صورت کامل به تفاوت گریدهای مختلف پلی اتیلن و بررسی تفاوت پلی اتیلن سبک و سنگین و کاربردهای آن‌ها بپردازد. تا علاوه بر آشنایی با فرق پلی‌اتیلن سبک و سنگین، بتوانید به راحتی این دو را از یکدیگر تشخیص دهید.
تفاوت پلی اتیلن سبک و سنگین
تفاوت در کاربرد
یکی از تفاوت‌های پلی اتیلن سبک و سنگین، کاربرد آن‌ها در صنایع مختلف است. کاربرد پلی‌اتیلن سبک در تولید کیسه‌های بسته‌بندی مواد غذایی، نایلون شیرینگ، نایلون خیاری، نایلون کیسه، نایلون حبابدار، نایلون کشاورزی، روکش پلاستیکی، اسباب بازی های پلاستیکی، فیلم ها و محصولات ساخته شده از طریق قالب‌گیری تزریقی است. در صورتیکه از پلی‌اتیلن سنگین جهت ساخت پلاستیک فریزر، نایلکس، عایق‌های الکتریکی، تولید تانکرهای حمل و نگهداری انواع سوخت، تولید کابل، بطری و بسته‌بندی‌های پلاستیکی استفاده می‌شود.
تفاوت در روش‌های تولید
تولید پلی اتیلن سبک LDPE از طریق فشرده‌سازی گاز مونومر اتیلن در راکتور اتوکلاو انجام می‌شود. درواقع این روش به منظور تسهیل پروسه پلیمریزاسیون صورت می‌گیرد. در حالی که پلی اتیلن سنگین HDPE با حرارت‌دهی نفت در دمای بسیار بالا تولید می‌شود. این فرآیند، منجر به آزاد شدن مونومرهای موجود در گاز اتیلن و قرار گرفتن در پیوند زنجیره‌ای خواهد شد.
تفاوت در خصوصیات فیزیکی
- نرمی و انعطاف‌پذیری پلی‌اتیلن سبک نسبت به پلی‌اتیلن سنگین بیشتر است.
- پلی اتیلن سبک دارای نقطه ذوب پایین‌تری (115 درجه سانتیگراد) بوده و شفافیت بیشتری دارد.
- HDPE یا همان پلی‌اتیلن سنگین، ساختار کریستالی دارد که باعث دوام و استحکام بیشتر آن می‌شود.
- نقطه ذوب بالاتر (135 درجه سانتیگراد) پلی اتیلن سنگین، باعث افزایش مقاومت آن در دمای بالاتر می‌شود.
- پلی اتیلن های سبک مقاومت کمتری در برابر وزن دارند و احتمال ترک خوردگی آن‌ها تحت فشار بیشتر است.
- فرآیند بازیافت پلی‌اتیلن سنگین از پلی اتیلن سبک بیشتر است، زیرا ساختار مولوکولی منظم‌تری دارد.
تفاوت در ساختار مولکولی
لازم به ذکر است که ساختار مولکولی هر نوع پلیمر، بر روی رفتار و ویژگی‌های آن تاثیر می‌گذارد. در پلی‌اتیلن سبک، مولکول‌ها به صورت تصادفی به یکدیگر متصل شده‌اند و ساختار نامنظم و پیچیده‌ای به وجود آورده‌اند. در صورتی که اتصال مولکول‌ها در پلی‌اتیلن سنگین به صورت شاخه‌های کوتاه و منظم است.
تفاوت در خواص مکانیکی
- مقدار ویژگی‌های استحکام کششی نقطه تسلیم، ازدیاد طول در نقطه شکست، پایداری محیطی، استحکام ضربه ای و درجه سختی در پلی اتیلن سبک و سنگین به شرح ذیل هستند:
- استحکام کششی نقطه تسلیم پلی اتیلن سبک بین 64 الی 142 کیلوگرم بر سانتی مربع و در پلی اتیلن سنگین بین 172 الی 323 کیلوگرم بر سانتی متر مربع است.
- ازدیاد طول در نقطه شکست برای پلی اتیلن سبک بین 87 الی 710 درصد و برای پلی اتیلن سنگین بین 4 الی 1000 درصد است.
- پایداری محیطی در پلی اتیلن سبک 4.5 و نوع سنگین آن از پایداری 48 برخوردار است.
- درجه سختی پلی‌اتیلن سبک بین 40 تا 56 متغیر بوده، در حالی که این مقدار برای پلی اتیلن سنگین بین 59 تا 71 در نوسان است.
- نوع سبک پلی‌اتیلن از استحکام ضربه‌ای بین 35 تا 44 برخوردار است و این استحکام در پلی اتیلن سنگین معمولا بین 0.1 تا 51.7 است.
تفاوت پلی اتیلن سبک و سنگین و کاربرد آن‌ها در بین عموم مردم
امروزه محصولاتی که از پلی اتیلن سبک و سنگین ساخته می‌شوند، کاربردهای بسیار گسترده‌ای دارند. به طوری که ما طی روز با محصولات گوناگون که از پلی اتیلن با چگالی‌های متفاوت تولید شده‌اند، سر و کار داریم. درواقع می‌توان گفت: اکثر صنایع در دنیای امروز بدون پلی اتیلن قادر به ادامه کار نیستند، زیرا این ماده بعنوان یکی از اصلی‌ترین محصولات پایه و تامین کننده محسوب می‌شود.
اگر بخواهیم یک مثال ملموس برای درک بهتر از تفاوت کاربرد پلی اتیلن سبک و سنگین در بین عموم داشته باشیم، می‌توان گفت:
- محصولات و بسته بندی‌های نایلونی همان پلی اتیلن سبک یا LDPE هستند که جنس نرم‌تری دارند.
- محصولات و بسته بندی‌های نایلکسی همان پلی اتیلن سنگین یا HDPE هستند که حالت خشکی دارند و گاهی زبر هستند.
شباهت بین پلی‌اتیلن سبک و سنگین
علاوه بر تفاوت‌های میان LDPE و HDPE سنگین که تا این قسمت از مقاله به آن‌ها پرداختیم، شباهت‌هایی نیز میان این دو نوع پلیمر وجود دارد. یکی از مهمترین شباهت‌های پلی‌اتیلن سبک و سنگین این است که هر دو از پلیمریزاسیون مولکول‌های پلی‌اتیلن تشکيل می‌شوند.
برخی دیگر از این موارد مشترک، عبارتند از:
- هر دو پلی اتیلن قدرت ضربه‌پذیری بالایی دارند.
- مقرون به صرفه بودن و قابل بازیافت هستند.
- در قالب‌بندی تزریقی سرعت بالایی دارند.
- دارای بیشترین مقاومت شیمیایی در برابر بخار آب و هوازدگی هستند.
- دمای ذوب در گستره دمایی ۱۸۰ درجه تا ۲۸۰ درجه سانتیگراد دارند.
در ادامه مطلب به معرفی کامل‌تر پلی‌اتیلن سبک و سنگین می‌پردازیم و راجع به گریدها و کاربردهای آن‌ها مقایسه‌ای دقیق‌تر خواهیم داشت.
پلی اتیلن سبک چیست؟
پلی اتیلن سبک LDPE پلیمری با چگالی پایین است که در صنعت بسته‌بندی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این پلیمر، تعداد شاخه‌ها بیشتر و بلندتر و زنجیره‌های مولکولی فاصله زیادی از هم دارند. بنابراین میزان بلورینگی و چگالی آن کمتر از بقیه پلی اتیلن‌هاست. این ساختار و چگالی کم پلی اتیلن LDPE باعث تولید ماده اولیه بسیار انعطاف‌پذیر و نرم می‌شود.
گریدهای پلی اتیلن سبک
- 020 تولید توسط پتروشیمی امیر کبیر
- 0075 پتروشیمی بندر امام
- 2420 پتروشیمی کردستان
- 2102 پتروشیمی کردستان
- LF190 پتروشیمی آریا
کاربرد پلی اتیلن سبک
به دلیل این خواص منحصر به فردی که دارد در تولید بسیاری از مواد پلیمری نایلون، نایلون حبابدار، نایلون شیرینگ و فیلم استرج استفاده می‌شوند. در تولید محصولاتی نظیر پاکت حبابدار و نایلون تبلیغاتی نیز این نوع پلی اتیلن به کار می‌رود.
- کیسه های دسته دار مورد استفاده در فروشگاه ها
- نایلون کشاورزی و روکش سقف گلخانه ها
- بسته بندی محصولات گوناگون همانند دستمال کاغذی اقتصادی
- بسته بندی مواد غذایی
- استرچ صنعتی
- نایلون شیرینگ بسته بندی
- نایلون قاشق و چنگال
و …
پلی اتیلن سبک خطی چیست؟
پلی اتیلن سبک خطی یا به اختصار LLDPE نوعی پلیمر خطی با چگالی پایین (دانسیته بین 0.915- 0.925 g/cm3) است. LLDPE شاخه های کوتاهی دارد و در مقایسه با LDPE از استحکام کششی بیشتر و همچنین مقاومت بالاتری در مقابل ضربه و سوراخ شدن، برخوردار است. پلی اتیلن سبک خطی (Linear Low Density Polyethylene) نوعی مواد افزودنی و کمکی برای دو پایه اصلی پلی اتیلن سبک و پلی اتیلن سنگین محسوب می‌شود. درواقع گریدهای که زیر شاخه پلی اتیلن سبک خطی هستند به عنوان مواد کمکی در پایه های اصلی استفاده می شوند. استفاده از این ماده در تولید محصولات باعث افزایش حالت کشسانی و براق شدن می‌شود. همچنین باعث می‌شود، محصولات از نظر حرارتی خاصیت جمع شوندگی پیدا کنند و با حرارت آب نشوند. بیشترین کاربرد پلی اتیلن سبک خطی در تولید نایلون شیرینگ آب معدنی و نایلون های پرسی و کششی است.
- گریدهای پلی اتیلن سبک خطی
- LLD 209 پتروشیمی امیر کبیر
- LLD 209 پتروشیمی اراک
- LLD 22B02 پتروشیمی لرستان
- LLD 22B02 پتروشیمی مهاباد
کاربرد پلی اتیلن سبک خطی
بیشترین کاربرد این مواد اولیه در تولید نایلون شیرینگ است. همچنین از پلی اتیلن سبک خطی در تولید نایلون حبابدار نیز استفاده می‌شود.
پلی اتیلن سنگین چیست؟
پلی اتیلن سنگین با چگالی بالا یا همان High density polyethylene از تعداد شاخه‌های کمتر و کوچکتری تشکیل شده است. میزان بلورینگی درآن بالا و در نتیجه دانسیته آن بین 0.97 – 0.94 است. فشردگی زنجیره مولوکولی در پلی اتیلن HDPE، باعث افزايش دانسيته آن می‌شود. لذا انعطاف پذيری در آن به شدت كاهش می‌يابد. اين نوع پليمر، خشک تر، سخت‌تر و سفت‌تر از ساير انواع پلی‌اتيلن هاست. اگرچه نسبت به پلی اتيلن سبك، مقاومت ضربه ای كمتری دارد اما مقاومت آن در برابر مواد شيميايی بیشتر است.
گریدهای پلی اتیلن سنگین
- F7000 پتروشیمی مهر
- F7000 پتروشیمی ایلام
- EX5 پتروشیمی مارون،امیرکبیر،جم
- BL3 پتروشیمی جم
- 0035H پتروشیمی بندر امام
کاربرد پلی اتیلن سنگین
نایلکس دسته‌دار و نایلکس‌های تبلیغاتی از گریدهای این پلی اتیلن تولید می‌شوند.
- کیسه نایلکسی دسته رکابی
- کیسه فریزر
- کیسه زباله
- کیسه های فروشگاهی
- برخی از بسته بندی های مواد غذایی کالا