فرایند تولید پلی اتیلن

مقدمه ای در مورد پلی اتيلن
پلی اتيلن ها خانواده‌ای از رزينها مي باشند که از طريق پليمريزاسيون گاز اتيلن ( C2H4 ) بدست می آيند . از طريق کاتاليست و روش پليمريزاسيون اين ماده می توان خواص مختلفی همچون چگالی، شاخص جريان مذاب (MFI) ، بلورينگی، درجهء شاخه ای و شبکه ای شدن، وزن مولکولی و توزيع وزن مولکولی را در آنها کنترل کرد. پليمرهای با وزن مولکولی پائين را به عنوان روان کننده(Lubricant) به کار می برند.
پليمرهاي با وزن مولکولي متوسط واکس هايي امتزاج پذير (مخلوط پذير) با پارافين مي باشند و نهايتا پليمرهايي با وزن مولکولي بالاتر6000 در صنعت پلاستيک بيشترين حجم مصرف را به خود اختصاص مي دهند. پلي اتيلن شامل ساختار بسيار ساده اي است ، به طوري که ساده تر از تمام پليمرهاي تجاري مي باشد . يک مولکول پلي اتيلن زنجير بلندي از اتم هاي کربن است که به هر اتم کربن دو اتم هيدروژن چسبيده است که شکل آن را مي توانيد در زير مشاهده کنيد:
گاهي اوقات به جاي اتم هاي هيدروژن در مولکول(پلي اتيلن)، يک زنجير بلند از اتيلن به اتم هاي کربن متصل مي شود که به آنها پلي اتيلن شاخه اي يا پلي اتيلن سبک (LDPE) مي گويند؛ چون چگالي آن به علت اشغال حجم بيشتر، کاهش يافته است. در اين نوع پلي اتيلن مولکولهاي اتيلن به شکل تصادفي به يکديگر متصل مي شوند و ريخت و شکل بسيار نامنظمي را ايجاد مي کنند. چگالي آن بين 910/0 تا 925/0 است و تحت فشار و دماي بالا و اغلب با استفاده از پليمريزاسيون راديکال آزاد وينيلي (Free radical polymerization) توليد مي شود. البته براي تهيهء آن مي توان از پليمريزاسيون زيگلر ناتا (Ziegler-Natta polymerization)نيز استفاده کرد شکل آن به صورت ير است :
وقتي هيچ شاخه اي در مولکول وجود نداشته باشد آن را پلي اتيلن خطي (HDPE) مي نامند. پلي اتيلن خطي سخت تر از پلي اتيلن شاخه اي است اما پلي اتيلن شاخه اي آسانتر و ارزانتر ساخته مي شود. ريخت و شکل اين پليمر بسيار کريستالي شکل است. پلي اتيلن خطي محصول نرمالي با وزن مولکولي 200000-500000 است که آن را تحت فشار و دماهاي نسبتا پائين پليمريزه مي کنند. چگالي آن بين 941/0 تا 965/0 است و آن را بيشتر به وسيلهء فرآيند مشکلي که پليمريزاسيون زيگلر ناتا ناميده مي شود، تهيه مي کنند. شکل اين پلي اتيلن را در تصوير بالا ميتوانيد مشاهده کنيد. پلي اتيلني نيز وجود دارد که چگالي آن مابين چگالي اين دو پليمر است يعني در محدودهء 926/0 تا 940/0 ؛ و آن را پلي اتيلن نيمه سنگين يا متوسط مي نامند. پلي اتيلن با وزن مولکولي بين 3 تا 6 ميليون را پلي اتيلن با وزن مولکولي بسيار بالا يا UHMWPE مي نامند و با پليمريزاسيون کاتاليست متالوسن توليد مي کنند. مادهء مذکور از فرآيند پذيري دشوارتري برخوردار بوده ولي خواص آن عالي است. هنگامي که از طريق تشعشع يا استفاده از مواد افزودني شيميايي ، اين پليمر تماما شبکه اي شود، پلي اتيلن ياد شده ديگر گرما نرم نخواهد بود. اين ماده با پخت حين قالب گيري يا بعد از آن يک گرما سخت واقعي با استحکام کششي، خواص الکتريکي و استحکام ضربهء خوب در دامنهء وسيعي از دماها خواهد بود. از آن براي ساخت في