پلی اتیلن یا پلی اتن یکی از ساده‌ترین و ارزانترین پلیمرها است. پلی اتیلن 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 درشت‌مولکول است.
تاریخچه تولید پلی اتیلن
پلی اتیلن اولین بار بطور اتفاقی توسط شیمیدان آلمانی "Hans Von Pechmanv" سنتز شد. او در سال 1898 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 1933 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 1935 "مایکل پرین" یکی دیگر از دانشمندهای ICI این روش را توسعه داد و تحت فشار بالا پلی‌اتیلن را سنتز کرد که این روش اساسی برای تولید صنعتی LDPE در سال 1939 شد.
روش تولید لوله پلی اتیلن
فرآیند تولید لوله های پلی اتیلن به روش اکستروژن می باشد که مواد اولیه به صورت گرانول به داخل دستگاه اکسترودر وارد شده و در اثر حرارت ذوب می شود .
سپس مواد ذوب شده به وسیله ماردون (میله مارپیچ) به جلو رانده می شود و پس از خروج از اکسترودر وارد قالب می شود . مواد پخته شده پس از خروج از سر قالب ، از کالیبراتور عبور نموده و در تانک وکیوم با اعمال فشار مناسب شکل داده می شوند . سطح لوله به محض خروج از کالیبراتور بوسیله لایه هایی از جریان آب سرد خنک می گردد .
حرارت بالای مذاب پلی اتیلن بعد از خروج از قالب بتدریج در تانک وکیوم و پس از آن در تانک های خنک کننده با استفاده از آب سرد کاهش می یابد .
لوله پلی اتیلن تولید شده بوسیله دستگاه کشنده بتدریج از درون تانک های خلاء و خنک کننده کشیده شده و بوسیله دستگاه مارک زن ، مشخصات فنی ، تاریخ تولید ، علامت استاندارد و نشان اختصاری نام شرکت بر روی آن ثبت می گردد و سپس بوسیله دستگاه برش در متراژهای مختلف و معین بریده می شوند .
کلیه مراحل تولید توسط دستگاه‌های کاملا اتوماتیک کنترل و مانیتور میشود که کیفیت محصول نهایی قابل قبول و در حد نام شرکت و استاندادرها باشد.
انواع پلی اتیلن ها
- پلی اتیلن خطی و شاخه ای :
وقتی هیچ شاخه‌ای در مولکول وجود نداشته باشد آن را پلی اتیلن خطی می‌نامند. پلی اتیلن خطی سخت تر از پلی اتیلن شاخه‌ای است اما پلی اتیلن شاخه‌ای آسانتر و ارزانتر ساخته میشود. ریخت و شکل این پلیمر بسیار کریستالی شکل است. پلی اتیلن خطی محصول نرمالی با وزن مولکولی ۲۰۰۰۰۰-۵۰۰۰۰۰ است که آن را تحت فشار و دماهای نسبتاً پائین پلیمریزه می‌کنند. چگالی آن بین ۹۴۱/۰ تا ۹۶۵/۰ است و آن را بیشتر به وسیله فرایند مشکلی که پلیمریزاسیون زیگلر ناتا نامیده میشود، تهیه می‌کنند
- پلی اتیلن متوسط :
پلی اتیلنی نیز وجود دارد که چگالی آن مابین چگالی این دو پلیمر است یعنی در محدوده ۹۲۶/۰ تا ۹۴۰/۰ ؛ و آن را پلی اتیلن نیمه سنگین یا پلی اتیلن متوسط می‌نامند.
پلی اتیلن با وزن مولکولی بین ۳ تا ۶ میلیون را پلی اتیلن با وزن مولکولی بسیار بالا یا UHMWPE می‌نامند و با پلیمریزاسیون کاتالیست متالوسن تولید می‌کنند. ماده مزبور فرایند پذیری دشوارتری برخوردار بوده ولی خواص آن عالی است. هنگامی که از طریق تشعشع یا استفاده از مواد افزودنی شیمیایی، این پلیمر تماماً شبکه‌ای شود، پلی اتیلن یاد شده دیگر گرما نرم نخواهد بود. به وسیله کوپلیمریزاسیون مونومراتیلن با یک مونومر آلکیل شاخه دار، کوپلیمری با شاخه‌های هیدروکربن کوتاه بدست می‌آید که آن را پلی اتیلن خطی با چگالی کم یا LLDPE می‌نامند و از آن اغلب برای ساخت اشیاءای شبیه فیلم‌های پلاستیکی (کسیه فریزر) استفاده می‌کنند.
3. HDPE (پلی‌اتیلن با دانسیته بالا)
این پلی‌اتیلن 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 پلی‌اتیلن بدون شاخه معمولا از روش پلیمریزاسیون با کاتالیزور زیگلر- ناتا استفاده میشود.
شامل 12 صفحه فایل word قابل ویرایش
دانلود مقاله لوله های پلی اتیلن