تفاوت پلی اتیلن سبک و سنگین

برای شناخت تفاوت پلی اتیلن سبک و سنگین باید تفاوت بین پلی اتیلن با چگالی بالا و پلی اتیلن کم چگالی را بررسی نمود. پلی اتیلن به طور معمول در سه چگالی متفاوت پلی اتیلن با چگالی کم (LDPE)، پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE) و پلی اتیلن با چگالی کم خطی(LLDPE)  تولید می­شود. این نوع از پلی اتیلن­ها بسیار پرکاربرد بوده و با آنکه ساختارهای متفاوتی دارند اما دارای ویژگی­های مشابهی هستند.

یکی از موارد تفاوت پلی اتیلن سبک و سنگین آن است که پلی اتیلن با چگالی بالا HDPE دارای ساختار خطی یا linear structure بوده و مات یا غیر شفاف است. نوع LDPE کمترین چگالی را در بین انواع پلی اتیلن­ها دارد و شفاف است.

نوع LDPE در مواردی مانند بسته بندی مواد غذایی که قابلیت انعطاف و دوام آنها مهم است، به کار می­رود. نوع HDPE نسبت به LDPE متراکم­تر است. به همین دلیل آن را در برابر سایش و پارگی، قدرتمندتر و مقاوم­تر کرده است. این خصوصیتِ HDPE برای استفاده در محصولاتی مانند ظروف نگهداری و لوله کشی مناسب است. نوع LLDPE در جایی در بین دو چگالی دیگر قرار می­گیرد و حالت متعادلی خوبی از قدرت و انعطاف پذیری را فراهم می­کند. در نتیجه، اغلب در تولید محصولاتی مانند بسته بندی حباب­دار و کیسه­های پلاستیکی استفاده می­شود.

موارد تفاوت پلی اتیلن سبک و سنگین را می­توان در بندهای زیر خلاصه کرد:

• اساسی­ترین تفاوت را بایستی در درجه کریستالی بودن آنها دانست. مقدار تقریبی کریستال آن­ها در نوع سبک به میزان 35 درصد و در نوع سنگین 80 درصد است.
• تفاوت دیگر پلی اتیلن­های پلاستیکی LDPE و HDPE در تولید انواع محصولات مصرفی است. نوع LDPE برای بسته بندی محصولات غذایی و HDPE برای ساخت بطری­ها و ظروف استفاده می­گردد.
• چگالی LDPE کمتر از آب است، در حالی که HDPE چگالی بیشتری در قیاس با آب دارد.
• فرم ظاهری LDPE شفاف است، در حالی که فرم ظاهری HDPE مات است.
• نوع LDPE نقطه ذوب کمتری در قیاس با HDPE دارد.
• نوع HDPE سخت­تر، سفت­تر و مستحکم­تر از LDPE است.
• از نوع LDPE برای ساخت کیسه­های پلاستیکی، بسته بندی شرینک و ظروف نگهداری مواد غذایی استفاده می­شود. نوع HDPE برای ساخت بطری­های شیر، ظروف مخصوص مواد شوینده و انواع اسباب بازی­ها به کار می­رود.

جهت شناخت بهتر تفاوت پلی اتیلن سبک و سنگین در ادامه به بررسی ویژگی­های هر یک از این دو نوع پلی اتیلن می­پردازیم.

برخی از موارد تفاوت پلی اتیلن سبک و سنگین آن است که پلی اتیلن سبک دارای ویژگی­های انعطاف پذیری (flexibility)، مقاومت شیمیایی (chemical resistance) و ایستادگی در برابر ضربه­های سنگین (heavy impacts resistance) است.

• مقاومت حرارتی (Thermal resistance): پلی اتیلن سبک نیمه سخت بوده و نارسانای خوبی در برابر جریان الکتریسیته است. ویژگی­های این ماده برای ساخت کیسه­های پلاستیکی در انواع مختلف مانند فریزری و زباله مناسب است. همچنین در قیاس با پلی اتیلن سنگین، دارای مقاومت حرارتی بوده و قابلیت اشتعال زیادی دارد.
• انعطاف پذیری (Flexibility): پلی اتیلن سبک LDPE به دلیل ساختار مولکولی شاخه­ای خود در قیاس با پلی اتیلن سنگین انعطاف پذیرتر است. پلی اتیلن سبک انعطاف پذیری بالایی دارد ولی استحکام کششی آن کم است. برای همین انتخاب خوبی برای ساخت کیسه­های پلاستیکی و گونی­های بسته بندی است.
• مقاومت در برابر رطوبت (Resistance to moisture): پلی اتیلن سبک در برابر رطوبت از پلی اتیلن سنگین مقاومت بیشتری دارد. بنابراین محصولات ساخته شده با آن در تماس با آب، تخریب نشده و تغییر شکل نمی­دهند. به همین دلیل این نوع پلاستیک برای کاربردهایی که رطوبت نباید در آنها نفوذ کند، مناسب است.
• شفافیت (Clarity): پلی اتیلن نوع سبک از نوع سنگین آن شفاف­تر است. بنابراین برای تولید ظروف یا بطری­های پلاستیکی که محتوای داخل آنها باید دیده شود، استفاده می­گردد.

• سهولت فرآیندهای تولید (Ease of production processes): فرایندهای تولید LDPE از HDPE آسانتر است. در نتیجه محصول تولیدی ارزانتر می­شود.
• قابلیت بازیافت (Recyclability): یکی از شباهت­های انواع پلاستیک­های پلی اتیلن سبک و سنگین آنست که به راحتی قابل بازیافت هستند. این ویژگی به فرآیند تولید آنها کمک می­کند تا مواد پایدارتری تولید شوند.

ترکیب شیمیایی پلی اتیلن سنگین از مولکول­های خطی تشکیل یافته که به واسطه نیروهای بین مولکولی به همدیگر چسبیده­اند. از آنجا که در این پلی اتیلن شاخه­های جانبی وجود ندارد، زنجیره­ها به خوبی به هم فشرده شده­اند. به این ترتیب چگالی بالایی پیدا می­کنند و محصولی نسبتا سفت تولید می­شود. در نتیجه برای کاربردهایی مانند تخته­های برش، بطری­های آب میوه، پروفیل­های پلاستیکی و ساخت انواع اسباب بازی مناسب می­باشد. مهمترین ویژگی­های این ماده عبارتند از:

• استحکام (Strength): ساختار مولکولی پلی اتیلن سنگین خطی است که فشار و وزن را به خوبی تحمل می­کند. در این صورت برای مصارفی مانند تولید لوله، مخازن سوخت و ظروف صنعتی کاربرد دارد. مقاومت شیمیایی پلی اتیلن HDPE خوب است که باعث حفظ استحکام آن در دماهای بسیار پایین می­گردد.
• مقاومت شیمیایی (Chemical resistance): پلی اتیلن سنگین HDPE در برابر مواد شیمیایی گوناگون از قبیل اسیدها، بازها و حلال­های آلی مقاومت خوبی دارد. بنابراین می­توان از این ماده برای ساخت ظروف نگهداری مواد خورنده از قبیل شوینده­ها و پاک کننده­ها استفاده کرد.
• تحمل تغییرات دما (Tolerance of temperature): پلی اتیلن سنگین می­تواند در برابر دمای خیلی کم از 100- تا دمای زیاد 120 درجه سانتیگراد مقاومت کند. در نتیجه به راحتی قابل استفاده در محیط­های با دماهای متفاوت هستند.
• مقاومت در مقابل اشعه ماوراء بنفش (UV resistance): پلاستیک HDPE در برابر اشعه ماوراء بنفش (UV) مقاوم است. به این معنا که در مواجهه با نور خورشید دچار تخریب و شکنندگی نمی­شود.

نحوه تولید پلی اتیلن با چگالی کم به صورت زیر است:

از موارد تفاوت پلی اتیلن سبک و سنگین آن است که جهت تولید پلی اتیلن سبک  LDPE از اتیلن گازی تحت فشارهای بسیار بالا استفاده می­گردد. فشار را تا حدود 350 مگاپاسکال بالا می­برند. در همان حال دما را بالا برده و به حدود 350 درجه سانتیگراد می­رسانند. سپس در حضور آغازگرهای اکسید LDPE تهیه می­شود. این فرآیندها باعث ایجاد یک ساختار پلیمری با شاخه­های بلند و کوتاه می­شود. به دلیل آنکه شاخه­ها نمی­گذارند مولکول­های پلی اتیلن در آرایش­های سخت، سفت و کریستالی بسته شوند، LDPE به یک ماده بسیار انعطاف پذیر تبدیل می­گردد. نقطه ذوب این نوع از پلی اتیلن حدود 110 درجه سانتیگراد است. کاربرد اصلی آن در فیلم­های شرینک بسته بندی، کیسه­های مخصوص زباله، پلاستیک­های مواد غذایی و مالچ کشاورزی است. همچنین برای تولید روکش­های عایق سیم و کابل، بطری­های آب، انواع اسباب بازی و برخی وسایل و لوازم خانگی به کار می­رود.

پلی اتیلن با چگالی کم

نحوه تولید پلی اتیلن با چگالی بالا به صورت زیر است:

در بررسی تفاوت پلی اتیلن سبک و سنگین می­بینیم که پلی اتیلن HDPE در دماها و فشارهای پایین و با استفاده از کاتالیزورهای مخصوصی تولید می­شود. در این روش در ساختار پلی اتیلن با چگالی بالا شاخه­ای وجود ندارد. عدم وجود زنجیره­های پلیمری سبب می­شود تا مولکول­ها نزدیک به هم بسته شوند. در نتیجه یک ماده با تراکم زیاد و بسیار کریستالی با قدرت و استحکام بالا و سفتی متوسط تولید می­شود. نقطه ذوب HDPE بیش از 20 درجه سانتیگراد بالاتر از LDPE است. یعنی قادر است در معرض دمای حدود 120 درجه سانتیگراد قرار بگیرد. در این­صورت HDPE می­تواند در برابر حرارت زیاد مقاومت کند.

پلی اتیلن با چگالی زیاد

محصولات تولید شده توسط پلی اتیلن با چگالی بالا شامل بطری­های blow-molded یا دَمِشی است که برای نگهداری شیر و مواد پاک کننده خانگی استفاده می­شود. انواع دیگر محصولات شامل کیسه­­های مواد غذایی، فیلم ساختمانی، مالچ کشاورزی، سطل، محفظه­های لوازم خانگی و اسباب بازی­های قالب گیری تزریقی می-باشند.

تفاوت پلی اتیلن سبک و سنگین باعث تفاوت در کاربرد آنها در صنایع مختلف می­باشد. استفاده از این مواد در صنایع مختلف عبارتند از:

• صنعت ساختمان: جهت کاربرد در صنعت ساختمان، محصولات متنوع و زیادی با پلی اتیلن سنگین و سبک ساخته می­شوند. به عنوان نمونه در تولید عایق­های رطوبت و مانع بخار، اتصالات و عایق سیم­های برق و کابل­ها به کار می­روند. همچنین از این نوع پلی اتیلن جهت لوله کشی آب ساختمان­ها و لوله­های سیستم­های سرمایش و گرمایش استفاده می­شود.
• صنایع بسته بندی: انواع پلی اتیلن قابلیت خوبی در محافظت از محصولات و مواد غذایی در برابر هوا، رطوبت و آسیب­های شیمیایی دارند به همین دلیل در صنایع بسته بندی به کار می­روند. به عنوان نمونه، پلی اتیلن سبک جهت تولید فیلم­های بسته بندی، لمینت­ها، کیسه­های زباله، گونی­های مواد غذایی و ظروف استفاده می­شود.

• صنایع مختلف: در برخی کاربردهای صنعتی مانند ذخیره سازی، حمل و نقل و فرآوری مواد شیمیایی در کارخانه­ها و تولید قطعات خودرو، جهت ساخت مخازن و لوله های مورد نیاز، از پلی اتیلن سنگین استفاده می­شود. در تولید کابل­های کششی، لوازم خانگی، پارچه­های صنعتی و جلیقه­های ضد گلوله نیز HDPE به کار می­رود.
• صنعت کشاورزی: در کشاورزی برای ساخت لوله­های آبیاری، سطل، مالچ پلاستیکی کشاورزی، پوشش گلخانه و کیسه سیلو از انواع پلی اتیلن استفاده می­شود.

• تولید کالاهای مصرفی: پلاستیک پلی اتیلن قیمت کمی دارد و قالب گیری با آن در اشکال و اندازه­های مختلف آسان است. به همین دلیل برای ساخت کالاهای مصرفی مانند اسباب بازی، محصولات مراقبت شخصی، ظروف آبمیوه، بطری شیر و ظروف زباله از پلی اتیلن استفاده می­شود.
• پزشکی: پلی اتیلن­ها در تولید محصولات گوناگونی از قبیل کیسه­ها و لوله­های پلی اتیلن برای ذخیره و انتقال مایعات و گازهای پزشکی کاربرد دارند. از آنجا که این ماده متخلخل نبوده و در برابر آلودگی مقاومت دارد سبب شده­است که آن را برای ساخت کاتر و برخی محصولات پزشکی به کار برند.

کاربرد پلی اتیلن در منسوجات

• صنعت نساجی: از الیاف پلی اتیلن برای مصارف مختلف در زمینه نساجی استفاده می­گردد. تولید پوشاک، روکش­های اثاثیه یا لوازم داخلی، طناب، تورهای ماهیگیری، تورهای کشاورزی و فرش از کاربردهای آنها هستند.

• گرچه موارد تفاوت پلی اتیلن سبک و سنگین زیاد است ولی شباهت­های زیادی دارند. هر دو نوع پلاستیک پلی اتیلن سبک و سنگین برای ساخت محصولات مختلفی مانند ظروف بسته بندی و کیسه­های خرید به کار می­رود. هر دو نوع پلی اتیلن را می­توان بازیافت کرد.جهت استفاده از پلی اتیلن­های بازیافتی ابتدا باید تمیز شوند تا به درستی پردازش گردند. مشکل اصلی در پروسه بازیافت، آلودگی پلی اتیلن با روغن است که می­تواند هم از فرآیند تولید و هم از مواد غذایی که بسته بندی می­کند، ناشی شود. در نتیجه پلی اتیلن کثیف می­تواند در فرآیند بازیافت مشکلاتی ایجاد کند زیرا منجر به تولید محصولات بازیافتی با کیفیت پایین­تر می­گردد. چند راه برای تمیز کردن پلی اتیلن وجود دارد، اما موثرترین روش شستشوی آنها با آب گرم و صابون است. پس از تمیز کردن محصولات از جنس پلی اتیلن می­توان آنها را بازیافت کرد. پس از بازیافت این مواد، می­توان از آنها برای تولید محصولات جدیدی از قبیل کیسه­های زباله و الوار پلاستیکی استفاده نمود.

https://www.abbeypolythene.co.uk/different-types-of-polythene/https://www.britannica.com/science/polyethylene

https://www.abbeypolythene.co.uk/different-types-of-polythene/https://www.britannica.com/science/polyethylene