پلي اتيلن PE

پلی اتیلن PE چیست؟

پلی اتیلن یا پلی اتن یکی از ساده‌ترین و ارزانترین پلیمر ها است.  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 C=C 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 درشت‌ مولکول

است.

تاریخچه تولید پلی اتیلن

اولین بار بطور اتفاقی توسط شیمیدان آلمانی “Hans Von Pechmanv” سنتز شد. او در سال ۱۸۹۸ 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” ( از

شیمیدان‌های ICI ) در ۱۹۳۳ 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 ۱۹۳۵ “مایکل پرین” یکی دیگر از

دانشمندهای ICI این روش را توسعه داد و تحت فشار بالا پلی اتیلن را سنتز کرد که این روش اساسی

برای تولید صنعتی LDPE در سال ۱۹۳۹ شد.

استفاده از انواع کاتالیزورها در سنتزپلی اتیلن

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 ۱۹۵۱ ، “روبرت بانکس” و “جان هوسن” در شرکت فیلیپس تپرولیوم آنرا کشف کردند. در

۱۹۵۳ ، “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 ۱۹۷۶ 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 اتیلن ها بر اساس دانسیته آنها صورت می‌گیرد که در مقدار دانسیته اندازه زنجیر پلیمری و

نوع و تعداد شاخه‌های موجود در زنجیر دخالت دارد.

HDPE  ( با دانسیته بالا)

اینپلی اتیلن 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 پلی اتیلن بدون شاخه معمولا از روش پلیمریزاسیون با کاتالیزور زیگلر- ناتا استفاده می‌شود.

  LDPE( 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 نوعپلی اتیلن معمولا

با روش پلیمریزاسیون رادیکالی تولید.

LLDPE   (خطی با دانسیته پایین)

اینپلی اتیلن یک پلیمر خطی با تعدادی شاخه‌های کوتاه است و معمولا از کوپلیمریزاسیون اتیلن با آلکن‌های بلند زنجیر ایجاد می‌شود.

MDPE    ( با دانسیته متوسط)

 کاربرد :

در تولید لوله‌ های 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 هایی با زنجیر بلند و دارای شاخه‌های کوتاه انجام شده است.

این پلی اتیلن ها در اصل HDPE با تعدادی شاخه‌های جانبی هستند. این پلی اتیلن ها ترکیبی ، استحکام HDPE و انعطاف‌پذیری LDPE را دارند.