پلی اتیلن چیست و چه کاربردی دارد ؟

PE چیست و چه کاربردی دارد؟

پلی اتیلن یک پلیمر ترموپلاستیک با ساختار کریستالی متغیر و طیف وسیعی از کاربردها بسته به نوع خاص است. 
این یکی از پرمصرف ترین پلاستیک های تولید شده در جهان است که سالانه ده ها میلیون تن در سراسر جهان تولید می شود. 
فرآیند تجاری (کاتالیزورهای Ziegler-Natta) که باعث موفقیت PE شد
در دهه 1950 توسط دو دانشمند به نام‌های Karl Ziegler از آلمان و Giulio Natta از ایتالیا توسعه یافت.  

انواع مختلفی از پلی اتیلن وجود دارد و هر کدام برای مجموعه ای از کاربردها مناسب تر است.
 به طور کلی، پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE) بسیار کریستالی تر است و اغلب در شرایط کاملاً متفاوت از پلی اتیلن با چگالی کم (LDPE) استفاده می شود.
 به عنوان مثال، LDPE به طور گسترده در بسته بندی های پلاستیکی، مانند کیسه های مواد غذایی یا بسته بندی پلاستیکی استفاده می شود.
 در مقابل، HDPE کاربردهای رایجی در ساخت و ساز دارد (به عنوان مثال، در استفاده از آن در ساخت لوله های تخلیه). 
پلی اتیلن با وزن مولکولی فوق العاده بالا (UHMW) در مواردی مانند تجهیزات پزشکی و جلیقه های ضد گلوله کاربردهای با کارایی بالایی دارد.

انواع پلی اتیلن چیست؟

پلی اتیلن معمولا به یکی از چندین ترکیب اصلی طبقه بندی می شود
که رایج ترین آنها شامل LDPE، LLDPE، HDPE و پلی پروپیلن با وزن مولکولی فوق العاده بالا می باشد.
 انواع دیگر عبارتند از پلی اتیلن با چگالی متوسط ​​(MDPE)، پلی اتیلن با وزن مولکولی بسیار کم (ULMWPE یا PE-WAX)،
پلی اتیلن با وزن مولکولی بالا (HMWPE)، پلی اتیلن با چگالی بالا (HDXLPE)، پیوند متقابل. پلی اتیلن (PEX یا XLPE)،
پلی اتیلن با چگالی بسیار کم (VLDPE) و پلی اتیلن کلر (CPE).

• پلی اتیلن کم چگالی (LDPE)
  یک ماده بسیار منعطف با خواص جریان منحصر به فرد است
  که آن را به ویژه برای کیسه های خرید و سایر کاربردهای فیلم پلاستیکی مناسب می کند.
   LDPE دارای انعطاف پذیری بالا اما استحکام کششی پایینی است که در دنیای واقعی با تمایل آن به کشش در هنگام کرنش مشهود است.
• پلی اتیلن با چگالی کم خطی (LLDPE) 
  بسیار شبیه به LDPE است، اما مزایای بیشتری دارد. 
  به طور خاص، خواص LLDPE را می توان با تنظیم اجزای فرمول تغییر داد، و فرآیند کلی تولید LLDPE معمولاً نسبت به LDPE انرژی کمتری دارد.
• پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE) 
  یک پلاستیک مقاوم و نسبتاً سفت با ساختار بسیار کریستالی است.
   اغلب در پلاستیک برای کارتن های شیر، مواد شوینده لباسشویی، سطل های زباله و تخته های برش استفاده می شود.
• پلی اتیلن با وزن مولکولی فوق‌العاده (UHMW) 
  یک نسخه بسیار متراکم از پلی اتیلن است که وزن‌های مولکولی آن معمولاً مرتبه‌ای بزرگتر از HDPE است. 
  می توان آن را به نخ هایی با استحکام کششی چندین برابر بیشتر از فولاد چرخاند و اغلب در جلیقه های ضد گلوله و سایر تجهیزات با کارایی بالا استفاده می شود.

پلی اتیلن چه ویژگی هایی دارد؟

اکنون که می دانیم برای چه مواردی استفاده می شود، اجازه دهید برخی از خواص کلیدی پلی اتیلن را بررسی کنیم. 
پلی اتیلن بر اساس روشی که پلاستیک به گرما پاسخ می دهد،
به عنوان یک “گرمرم” (در مقابل “ترموست”) طبقه بندی می شود. مواد ترموپلاستیک در نقطه ذوب خود به مایع تبدیل می شوند
(به ترتیب 110-130 درجه سانتیگراد در مورد LDPE و HDPE). یکی از ویژگی های مفید ترموپلاستیک ها این است
که می توان آنها را تا نقطه ذوب خود گرم کرد، سرد کرد و مجدداً بدون تخریب قابل توجهی گرم کرد. 
به جای سوزاندن، ترموپلاستیک هایی مانند پلی اتیلن مایع می شوند که به آنها اجازه می دهد
به راحتی قالب گیری تزریقی شوند.و سپس بازیافت می شود. 
در مقابل، پلاستیک های ترموست را فقط یک بار می توان گرم کرد (معمولاً در طی فرآیند قالب گیری تزریقی).
 اولین گرمایش باعث می شود که مواد ترموست (شبیه اپوکسی 2 قسمتی) گیر کنند و در نتیجه یک تغییر شیمیایی ایجاد شود که قابل برگشت نیست.
 اگر بخواهید برای بار دوم یک پلاستیک گرماسخت را تا دمای بالا گرم کنید، می سوزد. 
این ویژگی باعث می شود که مواد ترموست نامزد ضعیفی برای بازیافت باشند.

انواع مختلف پلی اتیلن تنوع زیادی در ساختار کریستالی خود از خود نشان می دهند.
 هر چه پلاستیک کریستالی (یا آمورف) کمتر باشد، تمایل بیشتری برای نرم شدن تدریجی نشان می دهد. 
یعنی پلاستیک محدوده وسیع تری بین دمای انتقال شیشه ای و نقطه ذوب خود خواهد داشت.
 در مقابل، پلاستیک های کریستالی انتقال نسبتاً شدیدی از جامد به مایع نشان می دهند.

پلی اتیلن یک هموپلیمر است، زیرا از یک ترکیب مونومر (در این مورد، اتیلن: CH2=CH2) تشکیل شده است.

چرا پلی اتیلن اینقدر استفاده می شود؟

پلی اتیلن یک کالای پلاستیکی فوق العاده مفید است،
به ویژه در میان شرکت های طراحی محصول . به دلیل تنوع انواع پلی اتیلن، در طیف وسیعی از کاربردها گنجانده شده است. 
مگر اینکه برای یک برنامه خاص مورد نیاز باشد، ما معمولاً از پلی اتیلن به عنوان بخشی از فرآیند طراحی در Creative Mechanisms استفاده نمی کنیم . 
برای برخی از پروژه‌ها، بخشی که در نهایت به صورت انبوه در پلی اتیلن تولید می‌شود، می‌تواند با مواد اولیه دیگر مانند ABS نمونه‌سازی شود .

PE به عنوان یک ماده قابل چاپ سه بعدی در دسترس نیست. می توان آن را CNC ماشین کاری یا خلاء شکل داد. 

PE چگونه ساخته می شود؟

پلی اتیلن، مانند سایر پلاستیک‌ها، با تقطیر سوخت‌های هیدروکربنی (در این مورد اتان) به گروه‌های سبک‌تر به نام «کسری» شروع می‌شود،

که برخی از آن‌ها با کاتالیزورهای دیگر برای تولید پلاستیک (معمولاً از طریق پلیمریزاسیون یا چند تراکم) ترکیب می‌شوند.

 شما می توانید در مورد این فرآیند با عمق بیشتری در اینجا بخوانید .

PE برای توسعه نمونه اولیه در ماشین‌های CNC و چاپگرهای سه بعدی

پلی اتیلن در انواع ورق، میله ها و حتی اشکال خاص در انواع مختلف (LDPE، HDPE و غیره) موجود است
که آن را کاندید خوبی برای فرآیندهای ماشینکاری تفریقی در آسیاب یا تراش می کند. رنگ ها معمولا به سفید و سیاه محدود می شوند.

PE در حال حاضر برای FDM یا هر فرآیند چاپ سه بعدی دیگر در دسترس نیست (حداقل نه از دو تامین کننده اصلی: Stratasys و 3D Systems).
 PE شبیه PP است زیرا نمونه سازی با آن می تواند چالش برانگیز باشد.
 اگر نیاز به استفاده از آن در فرآیند توسعه نمونه اولیه خود دارید، تقریباً با ماشینکاری CNC یا شکل‌دهی خلاء گیر کرده‌اید.

آیا پلی اتیلن سمی است؟

به شکل جامد، خیر. پلی اتیلن اغلب در حمل و نقل مواد غذایی استفاده می شود.
 اگر استنشاق شود و/یا به صورت بخار یا مایع در پوست یا چشم جذب شود (یعنی در طی فرآیندهای تولید) می تواند سمی باشد.
 مراقب باشید و به ویژه دستورالعمل های مربوط به پلیمر مذاب را دنبال کنید.  

معایب پلی اتیلن چیست؟

پلی اتیلن به طور کلی گران تر از پلی پروپیلن است (که می تواند در کاربردهای مشابه استفاده شود).
 پلی اتیلن دومین تنها پس از PP به عنوان بهترین انتخاب برای لولاهای زنده است .