شرکت نوین مهر پلاست : نیلوبلاگ

معرفی پلی اتیلن

معرفي پلي اتيلن شيمي ماكرومولكولها (پليمرها) براي اولين بار توسط مطالعات و تحقيقات پروفسور Staudinger.H در بين دو جنگ جهاني اول و دوم پا به عرصه وجود گذاشت و مانند ساير ايده هاي نوين با نظريات انتقادي شديد مواجه گشت كه اكنون همگي فراموش شده اند مگر آنهايي كه از آن پشتيباني كردند و اين علم را به ترقي افتخار آميز امروز رسانيدند. اين علم به كارشناسان شيمي آلي اين امكان را داده است كه بتوانند تعداد بسيار متنوعي از پليمرها را از طريق سنتز بدست بياورند. اتيلن (اتن) با فرمول 2 HC=H2C بيشترين حجم را در توليد بسياري از تركيبات پتروشيمي دارد. اتيلن سبك ترين الفين است،كه گازي بي رنگ، قابل اشتعال و با بويي تقريبا شيرين است. پلي اتيلن يكي از ساده ترين و ارزان ترين پليمرها و پر مصرف ترين ماده پلاستيكي در جهان است. اين ماده از پليمريزاسيون اتيلن به دست مي آيد و به طور خلاصه به صورت PE نشان داده مي شود. نام آيوپاك مونومر آن، برخلاف آنچه كه در گذشته اتيلن ذكر شده، اتن مي باشد. بنابراين نام آيوپاك اين پليمر، پلي اتن خواهد بود. البته اين نام هرگز توسط شيميدان ها به كار نمي رود و اين پليمر به نام متداول خود يعني پلي اتيلن ناميده مي شود . دهد ناشي ز مونومرها شود. ، لوپولن و شد. او در ي اتيلن نام يسون" (از را تغيير مي د ي دهد. گانه هر يك از n حاصل مي ش لن ، هيپالن ، Han "سنتز كه بعدها پلي " و "رينولرگيس طبيعت مواد ن را كاهش مي يون، پيوند دوگ رشت مولكول پتروتن ، ترول s Von Pec ي را سنتز كرد ازيك ناوست" شاخه هايي كه كريستالي شدن يند پليمريزاسي ربن ايجاد و در ن ، مارلكس ، ي "hmanv ي شكل سفيدي دفي توسط " ها عمدتا از ش قص ها سطح ك است. در فرآي ين اتم هاي كر تون ، هستالن شيميدان آلماني تركيب مومي ن به طور تصاد دارد، تفاوت ه شاخه ها و نقص د دوگانه C=C پيوند ساده بين ي تجاري آلات ي شود. فاقي توسط ش ن دي آزومتان، تي پلي اتيلن ي اتيلن وجود ت جامد، وجود راي يك پيوند جاي آن يك تحت نام هاي ي دنيا عرضه مي پلي اتيلن. بار به طور اتف م حرارت دادن ش سنتز صنعت ع زيادي از پلي شود. در حالت لكول اتيلن دار سته شده و به اتيلن معمولاً تن به بازارهاي ريخچه توليد پ ي اتيلن اولين ل 1898 هنگام ت. اولين روش انواع مي مول شكس پلي آلكات تار پلي سال گرفت شيميدان هاي ICI (در 1933 كشف شد. اين دو دانشمند با حرارت دادن مخلوط اتيلن و بنزالدئيد در فشار بالا، ماده اي موم مانند به دست آوردند. علت اين واكنش وجود ناخالصي هاي اكسيژن دار در دستگاه هاي مورد استفاده بود كه به عنوان ماده آغازگر پليمريزاسيون عمل كرده بود. در سال 1935" مايكل پرين" يكي ديگر از دانشمندهاي ICI اين روش را توسعه داد و تحت فشار بالا پلي اتيلن را سنتز كرد كه اين روش اساسي براي توليد صنعتي LDPE در سال 1939 شد. اولين پلي اتيلني كه به صورت تجاري ساخته شد،پلي اتيلن كم چگال(LDPE (بود كه در سال 1933 در انگليس ساخته شد و به دليل اينكه عايق الكتريكي خوبي بود، مورد توجه قرار گرفت.تا اواسط دهه 1950 تمام پلي اتيلن هاي تجاري به همان روش اوليه و تحت فشار و دماي زياد توليد مي شد و پليمر حاصل شاخه دار و كم چگال بود. درسال 1953 با كشف كاتاليزورهاي زيگلر - ناتا انقلابي در زمينه توليد پلي اتيلن صورت گرفت و نسل دوم اين پليمرها به بازار آمدند. اين نسل جديد كه داراي شاخه هاي جانبي كمتري بود داراي چگالي بيشتري هم بود، علاوه بر اين داراي ويژگي هاي مكانيكي بهتري نسبت به خواهر هم چگال خود بود و در فشار كمتري توليد مي شد و ( به همين دليل بسيار مورد توجه واقع شد وپلي اتيلن پر چگال HDPE (نام گرفت. همزمان با كشف كاتاليزورهاي زيگلر - ناتا فرايندي تحت نام فيليپس نيز معرفي شد كه آن نيز با استفاده از كاتاليزورهاي اكسيد فلزي منجر به توليد پلي اتيلن پر چگال ميشود.به اين ترتيب كاربردهاي پلي اتيلن افزايش يافت. پس از جنگ دوم جهاني ، در ايالات متحده،با توجه به فعال شدن صنايع بسته فيلم هاي پلي اتيلني بسيار مورد توجه قرار گرفتند ودر همان زمان در انگليس قطعات قالب گيري شده پلي اتيلني اهميت پيدا كردند. در اواسط دهه 1970 نسل سوم پلي اتيلن تحت نام پلي اتيلن كم چگال خطي روانه بازار شدند، كه از كوپليمريزاسيون مونومر اتيلن با مونومرهاي از قبيل -1 بوتن،1 -هگزن و1 -اكتن توليد مي شدند. از ويژگي هاي مهم اين محصول ، زياد بودن مقاومت پارگي فيلم به همراه شفافيت خوب آن بود كه بااعث شد به عنوان گونه مخصوص توليد فيلم پلي اتيلني در صنايع بسته بندي پزيرفته شود. از آنجايي كه مواضع فعالل در كاتاليزورهاي زيگلر - ناتا و اكسيد فلزي، داراي فعاليت يكساني نيستند ، پلي اتيلن پر چگال و كم چگال خطي توليد شده با اين كاتاليزورها توزيع به نسبت پهني دارند. در اواسط دهه1980 با كشف كاتاليزورهاي متالوسن كه داراي مواضع فعال يكنواختي هستند، تحول ديگري در توليد پلي اتيلن حاصل شد. اين كاتاليزورها پليمرهاي با ملكولهاي كاملا" يكنواخت و وزن ملكولي دلخواه توليد مي كنند و اين امكان را به توليد كننده مي دهند كه محصولاتي دقيقا" منطبق بر نياز مشتري به بازار عرضه كند. استفاده از انواع كاتاليزورها در سنتز پلي اتيلن اتفاق مهم در سنتز پلي اتيلن، كشف چندين كاتاليزور جديد بود كه پليمريزاسيون اتيلن را در دما و فشار ملايم تري نسبت به روش هاي ديگر امكان پذير مي كرد. اولين كاتاليزور كشف شده در اين زمينه، تري اكسيد كروم بود كه در 1951" ،روبرت بانكس" و "جان هوسن" در شركت فيليپس تپروليوم آن را كشف كردند. در 1953" ،كارل زيگلر" شيميدان آلماني سيستم هاي كاتاليزور شامل هاليدهاي تيتان و تركيبات آلي آلومينيوم دار را توسعه داد. اين كاتاليزورها در شرايط ملايم تري نسبت به كاتاليزورهاي فيليپس قابل استفاده بودند و همچنين پلي اتيلن يك آرايش (با ساختار منظم) توليد مي كردند. سومين نوع سيستم كاتاليزوري استفاده از تركيبات متالوسن بود كه در سال 1976 در آلمان توسط "والتر كامينيكي" و "هانس ژوژسين" توليد شد. كاتاليزورهاي زيگلر و متالوسن از لحاظ كاركرد بسيار انعطاف پذير هستند و در فرايند كوپليمريزاسيون اتيلن با ساير اولفين ها كه اساس توليد پليمرهاي مهمي مثل VLDPE وLLDPE و MDPE هستند، مورد استفاده قرار مي گيرند. اخيرا كاتاليزوري از خانواده متالوين ها با قابليت استفاده بالا براي پليمريزاسيون پلي اتيلن به نام زيركونوسن دي كلريد ساخته شده است كه امكان توليد پليمر با ساختار بلوري (تك آرايش) بالا را مي دهد. همچنين نوع ديگري از كاتاليزورها به نام كمپلكس ايمينوفتالات با فلزات گروه ششم مورد توجه قرار گرفته است كه كاركرد بالاتري نسبت به متالوسن ها نشان مي دهند. روش هاي توليد پلي اتيلن چهار روش اصلي براي توليد صنعتي پلي اتيلن وجود دارد و در هر مورد، محصولاتي با خواص متفاوت حاصل مي شود . فرآيند فشار بالا در فرآيند فشار بالا، از فشارهاي atm 3000-1000 و دماهاي استفاده مي شود. يكي از مكانيسم ها براي انجام اين كار، پليمريزاسيون به صورت راديكالي است كه براي شروع واكنش مي توان از پراكسيدها، تركيبات آزو و مقادير جزئي اكسيژن استفاده كرد و بايد شرايط به دقت كنترل شود تا واكنش فرعي انجام نشود. در صورت انجام واكنش فرعي، هيدروژن، متان و گرافيت توليد مي گردد كه اگر به دست آوردن پليمري با جرم مولكولي زياد مورد نظر باشد بايد آنها را از محيط واكنش خارج كرد. به طور كلي، 945- 0 /915 0 /ايجاد 3 ‐فرآيندهاي فشار بالا، پلي اتيلن هاي شاخه دار با دانسيته كمتر در محدوده cm. gr مي كنند كه جرم مولي آنها نيز نسبتاً پايين است. فرآيند زيگلر - ناتا فرآيند زيگلر براساس واكنش هاي كورديناسيون به كمك كاتاليزورها شامل هاليدهاي تيتان و تركيبات آلي آلومينيوم دار انجام مي شود. اين واكنش ها توسط زيگلر در سال 1953 در موسسه ماكس پلانك در آلمان كشف و توسط ناتا در ايتاليا در اوايل دهه 1950 توسعه يافتند. كاتاليزور زيگلر- ناتا كمپلكسي تهيه شده از تتراكلرايد تيتانيوم و تري اتيل آلومينيوم است. اين كاتاليزور در ابتدا به ظرف واكنش وارد شده و پس از آن اتيلن اضافه مي شود. واكنش در دماها و فشارهاي پايين در غياب هوا و رطوبت، كه كاتاليزور را تجزيه مي كنند انجام مي گيرد. پلي اتيلن توليد شده طي اين فرآيند، داراي دانسيته متوسط در حدود grcm3‐ 945 0/ مي باشد. با تغيير نسبت اجزاي پليمر يا وارد كردن مقدار كمي هيدروژن به ظرف واكنش، مي توان به دامنه اي از جرم هاي مولي نسبي دست يافت . فرآيند فيليپس اين فرآيند، پلي اتيلن با دانسيته زياد در فشار و دماي نسبتاً پايين به دست مي دهد. در فرآيند فيليپس، از كاتاليزورCrO 3 %5 در سيليس/ آلومينا بسيار ريز در فشارatm 35-15 و دماي استفاده مي شود. دانسيته محصول grcm3‐ 96 0 /مي باشد. فرآيند نفت استاندارد (اينديانا) در اين فرآيند نيز همانند فرآيند فيليپس كه پلي اتيلن با دانسيته بالا (grcm3‐ 96 0 ( /توليد مي شود از 3MnO تثبيت شده روي فلز يا هيدريد كلسيم و سديم در فشارatm 80-40 و دماي استفاده مي گردد . : ـ تقسيم بندي اساسي پلي اتيلن ▪ HDPE پلي اتيلن با دانسيته بالا ▪ LDPE پلي اتيلن با دانسيته پايين ▪ LLDPE پلي اتيلن سبك خطي ▪ VLDPE پلي اتيلن خيلي سبك ▪ COPOLYMERSكوپليمرهاي اتيلن -ونيل استر ▪ IONOMERS يونيمرها ▪ XLPEپلي اتيلن با اتصالات عرضي انواع پلي اتيلن طبقه بندي پلي اتيلن ها براساس دانسيته آنها صورت مي گيرد كه در مقدار دانسيته، اندازه زنجير پليمري، نوع و تعداد شاخه هاي موجود در زنجير دخالت دارد . ( HDPE (پلي اتيلن با دانسيته بالا اين پلي اتيلن داراي زنجير پليمري بدون شاخه است. بنابراين نيروي بين مولكولي در زنجيرها بالا و اس بيشتر از بقيه پلي اتيلن ها است. پلي اتيلن خطي معمولاً با وزن مولكولي از 200000 تا 500000 توليد مي شود اما مي تواند حتي سنگين تر هم ساخته شود. شرايط واكنش و نوع كاتاليزور مورد استفاده در توليد HDPEموثر است. پلي اتيلن بدون شاخه معمولاً از روش پليمريزاسيون با كاتاليزور زيگلر- ناتا حاصل مي شود . ( LDPE ( پلي اتيلن با دانسيته پايين اين پلي اتيلن داراي زنجيري شاخه دار است يعني بعضي از كربن ها به جاي اتصال به اتم هاي هيدروژن به زنجيرهاي بلندي از پلي اتيلن متصل هستند. بنابراين زنجيرهاي LDPE نمي توانند به خوبي با يكديگر ارتباط لن معمولاً يون زيگلر لن با الكن مي شود . مي شود. ن نوع پلي اتيل بته پليمريزاسي مريزاسيون اتيل تالوسن تهيه م ز محصولات م ري هستند. اين آزاد وينيل). الب مولاً از كوپليم ن كاتاليزور مت باشد. تعداد زيادي ا م كششي كمتر يون راديكال آ وتاه است و معم پليمريزاسيون VLDPEمي ب ي، باعث توليد يف و استحكام ود. (پليمريزاسي ن شاخه هاي كو بسيار بالا LD با استفاده از ،XPE ،HDX ي هاي فيزيكي مولكولي ضعي توليد مي شو ي رود . دانسيته پايين ي با تعدادي ش وزن مولكولي پايين يا DPE تا 6 ميليون، XLPE ، MD سيعي از ويژگي ي نيروي بين سيون راديكالي LD به كار مي اتيلن خطي با ك پليمر خطي يجاد مي شود. ) پلي اتيلن با لن با دانسيته 3 مولكولي ت لن شامل DPE يلن با دامنه وس رار كنند و داراي وش پليمريزاس براي تهيه PE LLDP ( پلي ا ن پلي اتيلن، يك ي بلند زنجير اي ( UHMWPE لكلول پلي اتيل پليمر با وزن ع ديگر پلي اتيل ن هاي پلي اتيل برقر با رو هم E) اين هاي E ) مول اين انواع رزين تحكام كششي آن به دليل آنكه LLDPE نقطه ذوب پايين دارد و از نظر شيميايي مقاوم است از طريق تكنيك هاي معمولي قابل تبديل است. 1 (ساختن فيلم: بيشترين LLDPE توليد شده در جهان به فيلم نازك تبديل مي شود كه اعم از دميدن مذاب (blown melt (و ريخته گري مذاب است. 2 (شكل دهي تزريقي (molding Injection :(اين روش براي توليد موادي با اشكال پيچيده استفاده مي شود.ماشين شكل دهي شامل دو قسمت است: يك واحد تزريق (يك رآكتور) و يك واحد clamp) يك قالب) 3 (شكل دهي دميدني (molding Blow،(بطري ها و ظرف هاي ساده در مقادير زياد با تكنولوژي شكل دهي دميدني ساخته مي شود. 4 (شكل دهي چرخشي (molding rotational،(ظرف هاي بزرگ و بعضي اسباب بازي ها با اين روش ساخته مي شوند. 5 (اكستروژن (extrusion (كاربرد ها ي اكستروژن شامل pelletization مواد LLDPE پس از ساخت فيلم ضخيم، ورقه، لوله، tubing و سيم هاي عايق است. همچنين اكسترود ها ي تكميل يافته به منظور پوشاندن سيم ها و كابل ها با لايه LLDPE مورد استفاده قرار مي گيرند. بزرگترين بازار فيلم LLDPE بازار كيف است. چون فيلم LLDPE مقاومت كشش بالا دارد و در برابر پارگي مقاوم است قادر است با فيلم HDPE در بسياري از كاربرد ها رقابت كند. چون كيف هاي ساخته شده از فيلم هاي نازك LLDPE مقاومت كششي بسيار عالي، مقاومت در برابر سوراخ شدن و مقاومت مهر شدن ( seal ( در فشار هاي كم را دارد مي توانند براي بسته بندي ويا به عنوان كيف جيبي كيف خشك شويي و لباس خشك شويي و كيف يخ مورد استفاده قرار گيرد. حجم مهمي از فيلم LLDPE براي توليد مواد بسته بندي در سايز بزرگ براي غذا ( مثل ساك بقالي) و منسوجات استفاده مي شود. ضمنا در صنعت و كشاورزي نيز كاربرد دارد. قالبگيري تزريقي دومين بازار بزرگ LLDPE است. بيش ار نيمي از LLDPE مصرفي در كاربردهاي قالبريزي شده، براي سيم منازل استفاده ميشود. سيم منازل LLDPE نسبت به LDPE سفتتر، داراي مقاومت بيشتر در برابر ضربه و تغيير شكل در دماهاي بالا است و قدرت inpact انها در دماي پايين از پلي پرو پيلن برتر است. در نتيجه ظروف ساخته شده از LLDPE جلاي خيلي عالي و warpage پايين دارد. به همين ترتيب ظروف زباله و ظروف صنعتي ساخته شده از LLDPE استحكام استثنايي دارد و مي تواند در برابر جابه جايي هاي خشن مقاومت كند. كاربردهاي شكلدهي تزريقي براي LLDPE با تركيب يكنواخت(پلاستومر) شامل پوششهاي شفاف براي ظروف خانگي و ماسك صورت براي كار با اكسيژن است. كاربردهاي molded Rotationaly , molded Blow ،LLDPE قادر است تا با محصولات گرانتر از قبيل linked‐cross )شبكهاي شده) و PE modified‐rubber رقابت كنند. بنابر اين انواع زيادي از كالا ها از ذرات تركيب شده (molded (با ساختار پيچيده از رزين هاي LLDPE ساخته مي شود كه از جمله مي توان اسباب بازي، ظروف بزرگ با لبههاي گرد، تانكهاي كشاورزي و نگهداري آب را نام برد. ويژگيهاي LLDPE در ساخت لوله نيز نقش مهمي ايفا ميكند. لوله هاي LLDPE نه تنها انعطاف پذيري لازم، مقاومت بالا در برابر تركبدگي و مقاومت در برابر شكست تنش محيطي بالايي دارد، بلكه تغيير شكل حرارتي ان بيشتر از LDPE و بعضي درجه هاي HDPE است. لوله ي LLDPE براي لوله كشي قطره اي، لوله ي استخر هاي شنا، لوله هاي خرطومي منازل و غيره بكار مي رود.بدليل خلوص ،شفافيت و انعطاف پذيري LLDPE) با تركيب يكنواخت) و VLDPE، اين مواد جايگزين PVC در بعضي كاربردها از جمله كاربردهاي دارويي از تيوب شده است. LLDPE به طور گسترده براي سيم و پوشش كابل در صنعت برق و تلفن استفاده مي شود. پوشش به ويژگي هايي از قبيل انعطاف پذيري ،كشش،دماي شكنندگي پايين،مقاومت بالا در برابر خراشيدگي،و خواص دي الكتريك بالا نيازكند است كه بزاي رزين هاي PE معمولي است.سيم پوشيده شده با LLDPE بطور گسترده در توزيع برق با ولتاژ پايين ،اتصال كابل هاي قدرت زيرزميني،شبكه هاي ارتباطي و اطلاع رساني، سيم كشي خودرو و لوازم خانگي به كار مي رود.همچنين حجم مهمي از LLDPE در بعضي كاربردهاي الكتريكي مثل panels accessory molded,jacketing و ورقه هاي نيمه هادي استفاده مي شود.

شرکت نوین مهر پلاست ...