پلی‌اتیلن (PE )‌ رایج‌ترین پلاستیکی است که امروزه مورد استفاده قرار می‌گیرد و نوعی پلیمر است که در صنایع مختلفی از جمله صنعت بسته‌بندی، تولید کیسه‌های پلاستیکی، ظروف و بطری‌های پلاستیکی و همچنین تانکر آب و مواد شیمیایی به کار برده می‌شود.

اتیلن (C2H4) یک مولکول پایدار با دو اتم کربن و یک پیوند دوگانه است. در پاسخی دقیق به سوال پلی اتیلن چیست باید گفت پلی اتیلن (PE) از واکنش چندین مولکول اتیلن ساخته می‌شود و در انواع چگالی کم و چگالی بالا وجود دارد: پلی‌اتیلن با چگالی کم با استفاده از فشارهای بسیار بالا (۱۰۰۰–۵۰۰۰ اتمسفر) و دمای بالا (۵۲۰ کلوین) اکسترود می‌شود، در حالی که پلی‌اتیلن چگالی بالا با استفاده از فشار کم (۶–۷ اتمسفر) و دمای پایین (۳۳۳–۳۴۳ کلوین) اکسترود می‌شود.

پلی‌اتیلن پرمصرف‌ترین مادۀ پلیمری در صنعت قالبگیری دورانی است و حدود 85 درصد بازار این صنعت را در اختیار دارد. رایج‌ترین گریدهای این خانواده عبارتند از: پلی اتیلن سبک خطی، پلی اتیلن سبک، پلی اتیلن با دانسیتۀ متوسط، پلی اتیلن سنگین، پلی اتیلن شبکه‌ای شده و اتیلن وینیل استات.


خواص عمومی پلی اتیلن‌ها

همان‌طورکه گفته شد، پلی اتیلن با فاصلۀ زیاد از سایر مواد پرمصرف‌ترین پلیمر مورد استفاده در فرآیند قالبگیری دورانی است. دلایل اصلی چنین اقبالی به پلی اتیلن توانایی تحمل دمای بالا و چرخۀ طولانی گرمادهی از یک سو و قیمت پایین آب از سوی دیگر است. این ماده به طور عمومی مقاومت بسیار خوبی در برابر آب، روغن‌های گیاهی، بازها و اکثر اسیدهای تغلیظ شده در دمای محیط دارد. با در نظر گرفتن ملاحظاتی، می‌توان پلی اتیلن را به عنوان مواد بازیافتی مجددا خرد، آسیاب و در فرآیند قالبگیری استفاده کرد. این پلیمر سازگاری خوبی با دامنۀ وسیعی از رنگدانه‌ها جهت تولید محصولات رنگی دارد.

برخی از معیارهای اولیه برای شناسایی و مقایسۀ پلی اتیلن‌ها در ادامه آورده شده است:

  • دانسیته
  • شاخص مذاب
  • توزیع وزن مولکولی
  • مقاومت در برابر ترک‌های ناشی از تنش‌های محیطی

 

هنگام انتخاب ماده برای یک کاربرد خاص همۀ این موارد باید بررسی شوند؛ چرا که تغییرات در یک عامل به منظور بهبود یک ویژگی خاص، ممکن است اثر نامطلوبی بر ویژگی‌های دیگر بگذارد.

 

 

انواع پلی اتیلن

پلی‌اتیلن را با توجه به چگالی و شاخه‌های آن طبقه‌بندی می‌کنند. انواع پلی‌اتیلن عبارتند از:

  • پلی‌اتیلن کلردار (CPE)
  • پلی‌اتیلن با چگالی بسیار کم (VLDPE)
  • پلی‌اتیلن سبک (LDPE)
  • پلی‌اتیلن سبک خطی (LLDPE)
  • پلی‌اتیلن با دانسیتۀ متوسط (MDPE)
  • پلی‌اتیلن شبکه‌ای شده ( PEX یا XLPE)
  • پلی‌اتیلن شبکه‌ای شده با دانسیتۀ بالا (HDXLPE)
  • پلی‌اتیلن سنگین (HDPE)
  • پلی‌اتیلن با وزن مولکولی بالا (HMWPE)
  • پلی‌اتیلن با وزن مولکولی بسیار کم (ULMWPE یا  PE-WAX )
  • پلی‌اتیلن با وزن مولکولی فوق‌العاده بالا (UHMWPE)

 

نوع پلی اتیلن ویژگی اصلی کاربردهای رایج
پلی اتیلن سبک (LDPE) انعطاف‌پذیری بالا، وزن کم و مقاومت مناسب در برابر رطوبت کیسه‌های پلاستیکی، بسته‌بندی، ظروف پلاستیکی
پلی اتیلن سبک خطی (LLDPE) مقاومت کششی بیشتر نسبت به LDPE و انعطاف مناسب فیلم‌های پلاستیکی، بسته‌بندی و محصولات انعطاف‌پذیر
پلی اتیلن با دانسیته متوسط (MDPE) ترکیبی از خواص پلی اتیلن سبک و سنگین تولید لوله، اتصالات و محصولات صنعتی
پلی اتیلن سنگین (HDPE) استحکام بالا، مقاومت شیمیایی و دوام زیاد مخزن آب، مخزن مواد شیمیایی، لوله‌های آب، محصولات صنعتی
پلی اتیلن شبکه‌ای شده (PEX / XLPE) مقاومت حرارتی و مکانیکی بالا سیستم‌های لوله‌کشی آب گرم و تأسیسات
پلی اتیلن با وزن مولکولی بالا (HMWPE) مقاومت بالا در برابر سایش و ضربه قطعات صنعتی و تجهیزات مقاوم
پلی اتیلن فوق سنگین (UHMWPE) مقاومت بسیار بالا در برابر فشار و اصطکاک صنایع پیشرفته، قطعات مقاوم و تجهیزات خاص

 

پلی اتیلن سبک

پلی اتیلن سبک اولین عضو خانوادۀ پلی اتیلن‌ها بود که در تکنولوژی قالبگیری دورانی مورد استفاده قرار گرفت و ماشین‌آلات و تجهیزات این تکنولوژی با این ماده توسعه یافتند. مولکول پلی اتیلن سبک شامل اتم‌های کربن و هیدروژن و تعداد زیادی شاخه‌های جانبی است. این شاخه‌ها مانع نزدیک شدن زنجیرهای اصلی به یکدیگر و ایجاد تراکم بالا می‌شوند؛ این کاهش تراکم موجب کاهش دانسیتۀ پلیمر می‌شود.

 

پلی اتیلن سنگین

پلی‌اتیلن با دانسیتۀ 0.941 تا 0.959 گرم بر سانتی‌متر مکعب را پلی اتیلن سنگین می‌نامند. پلی اتیلن سنگین هم مانند پلی اتیلن سبک از اتم‌های هیدروژن و کربن تشکیل شده است؛ با این تفاوت که طول زنجیرهای پلی اتیلن سبک پنجاه بار بلندتر و تعداد شاخه‌های جانبی در آن ده برابر کم‌تر از پلی‌اتیلن سبک است. کاهش تعداد شاخه‌های جانبی موجب افزایش تراکم زنجیرهای پلیمری و در نتیجه افزایش دانسیتۀ پلیمر می‌شود.

پلی‌اتیلن چگالی بالا استحکام کششی بالایی دارد و در محصولات و بسته‌بندی‌هایی مانند پارچ، بطری‌های مواد شوینده، ظرف کره، سطل‌های زباله و لوله‌های آب استفاده می‌شود. یک سوم کل اسباب بازی‌ها از پلی اتیلن سنگین تولید می‌شوند. در سال ۲۰۰۷، مصرف جهانی پلی اتیلن سنگین به حجم بیش از ۳۰ میلیون تن رسید.

 

 

پلی اتیلن با دانسیتۀ متوسط

به پلی اتیلن با دانسیتۀ  0.925 تا 0.941 گرم بر سانتی‌متر مکعب، پلی‌اتیلن با دانسیتۀ متوسط گفته می‌شود که میانگینی از خواص پلی اتیلن سبک و سنگین را داراست. در گذشته پلی اتیلن با دانسیتۀ متوسط یکی از رایج‌ترین و مهم‌ترین مواد در قالب‌گیری دورانی بود؛ ولی در سال‌های اخیر پلیمرهای دیگر با خواص مطلوب‌تر جایگزین آن شده‌اند.

کاربرد مواد پلی اتیلن

 

پلی‌اتیلن کاربردهای فراوانی دارد که بسته به نوع آن، کاربرد متفاوتی نیز خواهد داشت. پلی اتیلن به صورت کلی در تولید مخزن، وان، لوازم پلاستیکی آشپزخانه و موارد بسیار دیگری استفاده می‌شود. عمدۀ کاربردهای پلی اتیلن سبک یا پلی اتیلن با دانسیتۀ پایین در تولید ظروف و کیسه‌های پلاستیکی است. استفاده از این نوع پلی اتیلن را می‌توان در قطعات رایانه و تجهیزات آزمایشگاهی نیز مشاهده کرد.
بیشتر بخوانید: نصب مخزن آب در زیر راه پله ها

پلی اتیلن با دانسیتۀ متوسط را عمدتاً در تولید لوله‌ها و اتصالات لوله‌کشی استفاده می‌کنند. در صورتی که نیاز به لوله‌های انعطاف‌پذیرتری باشد، پلی‌اتیلن سبک خطی به کار برده می‌شود.

پلی اتیلن سنگین که یکی از پرکاربردترین انواع پلی اتیلن است، در تولید محصولات زیر کاربرد دارد:

  • مخزن نگهداری آب و مواد غذایی پلی اتیلن
  • مخزن نگهداری مواد شیمیایی پلی اتیلن
  • محصولات دریایی از جمله بویه، اسکله شناور و شناورهای دریایی
  • بشکه‌های بسته بندی
  • وان‌ها و استخرها
  • مخزن سمپاش پلی اتیلن
  • مخزن سپتیک پلی اتیلن
  • میز پلی اتیلن
  • گلدان پلی اتیلن

جمع‌بندی

پلی اتیلن یکی از پرکاربردترین پلیمرهای جهان است که به دلیل ویژگی‌هایی مانند مقاومت بالا، وزن کم، دوام مناسب و سازگاری با شرایط محیطی مختلف، در صنایع متعددی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این ماده با توجه به میزان چگالی و ساختار مولکولی، به انواع مختلفی مانند پلی اتیلن سبک، متوسط و سنگین تقسیم می‌شود که هرکدام کاربرد خاص خود را دارند.

در میان انواع پلی اتیلن، پلی اتیلن سنگین (HDPE) به دلیل مقاومت مکانیکی بالا و تحمل شرایط سخت، کاربرد گسترده‌ای در تولید مخازن آب، مخازن مواد شیمیایی، مخزن سپتیک و محصولات صنعتی دارد. به همین دلیل بسیاری از تولیدکنندگان برای ساخت مخازن پلی اتیلن از این نوع پلیمر استفاده می‌کنند.

انتخاب نوع مناسب پلی اتیلن به کاربرد نهایی، شرایط محیطی، میزان فشار و نوع ماده‌ای که قرار است درون محصول نگهداری شود بستگی دارد. بنابراین قبل از خرید محصولات پلی اتیلنی، بررسی ویژگی‌های فنی و دریافت مشاوره از کارشناسان می‌تواند به انتخاب گزینه مناسب کمک کند.

 

سوالات متداول درباره پلی اتیلن

پلی اتیلن چیست؟

پلی اتیلن یک پلیمر ترموپلاستیک است که از پلیمریزاسیون اتیلن تولید می‌شود و به دلیل مقاومت بالا، وزن کم و قیمت مناسب در صنایع مختلف کاربرد دارد.

کدام نوع پلی اتیلن برای تولید مخزن آب مناسب است؟

پلی اتیلن سنگین (HDPE) به دلیل مقاومت بالا در برابر ضربه، مواد شیمیایی و شرایط محیطی، یکی از بهترین گزینه‌ها برای تولید مخازن آب و مواد مختلف محسوب می‌شود.

تفاوت پلی اتیلن سبک و سنگین چیست؟

تفاوت اصلی این دو نوع پلی اتیلن در میزان چگالی و ساختار مولکولی آن‌ها است. پلی اتیلن سبک انعطاف بیشتری دارد، اما پلی اتیلن سنگین از استحکام و مقاومت بالاتری برخوردار است.

آیا پلی اتیلن در برابر نور خورشید مقاوم است؟

بله، محصولات پلی اتیلنی که دارای افزودنی‌های مقاوم‌کننده در برابر اشعه UV باشند، می‌توانند در محیط‌های بیرونی و زیر نور خورشید عملکرد مناسبی داشته باشند.

چرا از پلی اتیلن در ساخت مخزن آب استفاده می‌شود؟

زیرا پلی اتیلن علاوه بر وزن کم، مقاومت بالایی در برابر ضربه، زنگ‌زدگی، خوردگی و تغییرات محیطی دارد و می‌تواند برای ذخیره طولانی‌مدت آب مناسب باشد.