پلی اتیلن یکی از مهم‌ترین مواد ترموپلاستیک است که در صنایع مختلف به کار می‌رود. از این مواد در تولید ظروف غذایی، اسباب بازی و حتی بطری‌های شامپو استفاده می‌شوند. پلی اتیلن به دلیل ساختار مولکولی خود به دو دسته پلی اتیلن سبک و پلی اتیلن سنگین تقسیم می‌شود. در این مطلب قصد داریم به بیان تفاوت این دو نوع پلی اتیلن بپردازیم. با ما همراه باشید.
انواع پلی اتیلن
پلی‌اتیلن یک نوع پلاستیک است که در دو نوع با چگالی بالا (HDPE) و کم (LDPE) تولید می‌شود. پلی‌اتیلن با چگالی بالا به دلیل دارا بودن مقاومت و دوام بالاتر نسبت به پلی‌اتیلن با چگالی کم، همچنین تنوع شفافیت و غیرشفافیت و مقاومت شیمیایی بالا، برای تولید محصولاتی مانند تجهیزات آشپزخانه، اسباب بازی، مبل، ظروف بسته‌بندی سفت، سازه‌های فضای آزاد و لوله‌های لوله‌کشی استفاده می‌شود.
پلی‌اتیلن با چگالی کم، معمولا شفاف یا رنگی است و به دلیل قابلیت انعطاف پذیری و مقاومت شیمیایی خوب، همچنین خاصیت ضدآب، برای تولید قطعات قالب‌تزریق، کیسه‌های بسته‌بندی مواد غذایی و مواد بسته‌بندی انعطاف‌پذیر استفاده می‌شود.
تفاوت پلی اتیلن سبک و سنگین
پلی اتیلن سبک و سنگین هر دو نوعی از پلی اتیلن هستند، اما با چگالی متفاوت تولید می‌شوند. پلی اتیلن با چگالی کم ترکیبی از زنجیره‌های پلیمری است که باعث شکل‌گیری آن می‌شود و این زنجیره‌ها در این نوع پلی اتیلن، ایجاد می‌شوند. به عبارت دیگر، این پلی اتیلن دارای ساختاری غیر بلوری است. از طرفی، پلی اتیلن با چگالی بالا دارای زنجیره‌های پلیمری است که به صورت مستقیم و بدون شاخه با یکدیگر پیوند داده شده‌اند و این پلی اتیلن دارای ساختار بلوری است.
این تفاوت در ساختار پلیمرها باعث شکل‌گیری خصوصیات متمایز در هر دو نوع پلی اتیلن می‌شود. به عنوان مثال، پلی اتیلن با چگالی بالا به دلیل داشتن ساختار بلوری، مقاومت بالاتری در برابر ضربه و گرما دارد و همچنین مقاومت بهتری در برابر مواد شیمیایی دارد.
از طرفی، پلی اتیلن با چگالی کم به دلیل داشتن ساختار غیر بلوری، انعطاف‌پذیری و قابلیت کشش بالاتری دارد و همچنین برای بسته‌بندی مواد غذایی و مصارف مشابه استفاده می‌شود.
از هر دو نوع پلی اتیلن در تولید محصولات مختلفی استفاده می‌شود، از جمله بسته‌بندی‌های مختلف، لوله‌ها، صنایع خودروسازی، قطعات الکترونیکی و غیره. در کل، پلی اتیلن به عنوان یکی از محصولات پایه و تامین‌کننده‌ای اساسی در صنایع مختلف شناخته می‌شود.
تفاوت پلی اتیلن سبک و سنگین در خصوصیات فیزیکی
پلی اتیلن به عنوان یکی از مهم‌ترین مواد ترموپلاستیک در صنایع مختلف استفاده می‌شود. این مواد به دلیل ساختار مولکولی خود به دو دسته پلی اتیلن سبک (LDPE) و پلی اتیلن سنگین (HDPE) تقسیم می‌شوند. این دو نوع پلی اتیلن در خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خود از هم تفاوت دارند.
پلی اتیلن سبک (LDPE)، نسبت به پلی اتیلن سنگین (HDPE)، نرم تر و از قابلیت انعطاف پذیری بیشتری برخوردار است. همچنین، شفافیت بیشتری دارد و نقطه ذوب آن پایین تر است. با این حال، LDPE ممکن است در مقایسه با HDPE زودتر دچار ترک خوردگی شود.
در مقابل، پلی اتیلن سنگین (HDPE) علاوه بر سخت بودن، دارای دوام بالاتری نسبت به LDPE می‌باشد. همچنین، دارای مقاومت شیمیایی بیشتری است و قادر است، نسبت به دمای بالاتر از LDPE از خود مقاومت نشان دهد. ساختار کریستالی شکلی پلی اتیلن سنگین نیز به مقاومت و تیرگی بیشتر آن کمک می‌کند.
تفاوت پلی اتیلن سبک و سنگین از نظر نحوه تولید
در خصوص نحوه تولید، HDPE از طریق گرم شدن نفت در دمای بسیار بالا به وجود می‌آید، که سبب آزادسازی مونومرهای گاز اتیلن شده و سپس پس از ترکیب آن‌ها با یکدیگر، زنجیره‌های پلیمری تشکیل می‌گردد.
LDPE از طریق فشرده کردن گاز مونومر اتیلن در یک راکتور اتوکلاو یا لوله‌ای به منظور سهولت در پروسه پلیمریزاسیون تولید می‌شود. در این فرآیند، گاز اتیلن با فشار و دمای بالا فشرده شده و به عنوان ماده اولیه برای تولید LDPE استفاده می‌شود. این روش تولید به دلیل سادگی و سرعت بالا، به‌طور گسترده در صنایع پلاستیکی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
همچنین، نیروهای جذب بین مولکول‌های پلیمر در HDPE زیاد هستند که در پلی اتیلن سبک به این صورت نیست.
در نهایت، هر دو این مواد از قابلیت بازیافت برخوردار هستند و با یکدیگر تفاوتی ندارند. با توجه به خصوصیات و نیازهای مختلف صنایع، استفاده از یکی از این دو نوع پلی اتیلن مناسب تر می‌باشد.
تفاوت پلی‌اتیلن سبک و سنگین از نطرساختار مولکولی
پلی‌اتیلن سبک و سنگین دارای ساختارهای مولکولی متفاوت هستند. در پلی‌اتیلن سبک، مولکول‌های اتیلن به‌صورت تصادفی و بدون شاخه به یکدیگر متصل می‌شوند و به همین دلیل دارای ساختاری نامنظم و پیچیده هستند. اما در پلی‌اتیلن سنگین، مولکول‌های اتیلن به صورت شاخه‌دار و منظم به‌هم متصل می‌شوند.
این تفاوت در ساختار مولکولی باعث تفاوت در ویژگی‌ها و رفتارهای دو نوع پلی‌اتیلن می‌شود. به‌طور کلی، پلی‌اتیلن سنگین به دلیل ساختار مولکولی منظم‌تر و بدون شاخه، دارای مقاومت بالاتر در برابر ضربه، گرما و مقاومت بهتر در برابر مواد شیمیایی است. در مقابل، پلی‌اتیلن سبک به دلیل ساختار شاخه‌دار و نامنظم، دارای انعطاف‌پذیری و قابلیت کشش بالاتری است و به‌طور کلی برای بسته‌بندی مواد غذایی و کاربردهای مشابه استفاده می‌شود.
بنابراین، ساختار مولکولی به‌عنوان یکی از عوامل مهم در تعیین ویژگی‌ها و رفتارهای پلی‌اتیلن، بسیار مهم است و تفاوت در ساختار مولکولی می‌تواند به تفاوت در کاربردهای دو نوع پلی‌اتیلن منجر شود.
- روش تولید
پلی‌اتیلن سبک از طریق فشرده کردن گاز مونومر اتیلن در رآکتور اتوکلاو تولید می‌شود، در حالی که پلی‌اتیلن سنگین از طریق حرارت دهی نفت در دماهای بسیار بالا قابل تولید است.
- ویژگی‌های مکانیکی
استحکام کششی و نقطه تسلیم در پلی‌اتیلن سنگین بیشتر از پلی‌اتیلن سبک است. نقطه شکست پلی‌اتیلن سنگین نیز بیشتر از پلی‌اتیلن سبک است. استحکام ضربه‌ای و سختی در پلی‌اتیلن سنگین بیشتر از پلی‌اتیلن سبک است.
- پایداری محیطی
پلی‌اتیلن سنگین از پایداری محیطی بالاتری نسبت به پلی‌اتیلن سبک برخوردار است.
- کاربرد
پلی‌اتیلن سنگین بیشتر در تولید انواع عایق‌های الکتریکی، کابل‌ها، تانکرهای حمل و نگهداری انواع سوخت، بسته‌بندی‌های پلاستیکی و بطری‌ها استفاده می‌شود. در حالی که کاربرد پلی‌اتیلن سبک بیشتر در تولید انواع کیسه‌های پلاستیکی، ظروف و اسباب‌بازی‌های پلاستیکی، قطعه‌های تزریقی منعطف و فیلم‌ها است.
شباهت پلی‌اتیلن سبک و سنگین
پلی‌اتیلن سبک و سنگین هر دو از انواع پلیمرهایی هستند که به وسیله پلیمریزاسیون مولکول‌های پلی‌اتیلن تولید می‌شوند. این دو نوع پلی‌اتیلن ، به دلیل ویژگی‌هایی که دارند، در بسیاری از صنایع استفاده می‌شوند. شباهت‌هایی که بین پلی‌اتیلن سبک و سنگین وجود دارد عبارتند از:
- قدرت ضربه پذیری بالا در هر دو نوع پلی‌اتیلن
- مقاومت شیمیایی بالا در برابر بخار آب و هوازدگی
- قابلیت بازیافت بالا
- مقرون به صرفه بودن هر دو
- دمای ذوب هر دو در بازه دمایی ۱۸۰ درجه تا ۲۸۰ درجه سانتی‌گراد می باشد.
- سرعت بالا در قالب تزریقی
در کل، پلی‌اتیلن سبک و سنگین دارای خواص ویژگی‌های مشترک زیادی هستند که باعث شده است که در صنایع گوناگون مانند بسته‌بندی، خودروسازی، ساخت و ساز، الکترونیک و غیره مورد استفاده قرار گیرند.
خلاصه مطلب
پلی‌اتیلن سبک و سنگین با توجه به تفاوت در روش تولید و ساختار مولکولی، دارای خصوصیات فیزیکی و مکانیکی متفاوتی هستند. درواقع، برای مصارفی مانند بسته‌بندی مواد غذایی، قطعات الکترونیکی، لوله‌های آب و فاضلاب و غیره، هر دو نوع پلی‌اتیلن مورد استفاده قرار می‌گیرند، اما هر کدام از این نوع‌ها دارای ویژگی‌های منحصر به فردی هستند. و قابل جایگزین با یکدیگر نیستند.
به طور کلی می‌توان گفت پلی‌اتیلن سبک و سنگین، از نظر ویژگی‌های کاربردی و مصارف صنعتی، به دلیل تفاوت‌های متعددی که دارند، در نقش‌های مختلفی قرار می‌گیرند.
