پلی اتیلن (Polyethylene) با نام اختصاری (PE)، یک پلیمر گرمانرم (ترموپلاستیک) و ماده ای نیمه بلوری است که استفاده ی آن در دنیای مدرن رو به افزایش است. توانایی و خواص انعطاف پذیری این ماده موجب استفاده آن در صنایع مختلف شده است. ساختار ویژه‌ی پلی اتیلن باعث ویژگی‌هایی چون استحکام، انعطاف‌پذیری و مقاومت شیمیایی بالا می‌شود.
پلی‌اتیلن به دلیل این ویژگی‌ها در بسته‌بندی، ساخت و ساز و کاربردهای صنعتی نقش مهمی ایفا می‌کند. در این مقاله به بررسی ساختار شیمیایی، تاریخچه، انواع گریدها و قیمت آن پرداخته خواهد شد.
پلی اتیلن PE چیست
پلی‌اتن، که به نام پلی‌اتیلن (Polyethylene) نیز شناخته می‌شود، یک رزین مصنوعی سبک و جزئی از رزین های پلی اولفین است، این ماده ی پلیمری از تکرار واحد های اتیلن تشکیل شده است و بزرگترین پلیمر تولید شده در سطح جهان است . پلی اتیلن به صورت مخفف با حروف PE نمایش داده می‌شود
اتیلن، یک هیدروکربن اشباع با فرمول شیمیایی C₂H₄، از گاز طبیعی یا نفت خام استخراج می‌شود. ساختار پلی‌اتیلن به صورت زنجیره‌های بلند از اتیلن است که می‌توانند شاخه‌ای یا خطی باشند.
پلی اتیلن ها بیشترین حجم پلاستیک جهان را دارند، همین موضوع باعث تبدیل آن به یک ماده ی حیاتی در دنیای امروزی شده است. این ماده اکثرا از گاز اتیلن تشکیل می شود و یکی از پرکاربرد ترین پلیمرها در صنایع مختلف ساختمانی، حمل و نقل، بسته بندی و غیره است
📚 بیشتر بخوانید…
هیدروکربن چیست؟ + تفاوت انواع هیدروکربن ها
تاریخچه پلی اتیلن
پلی اتیلن PE، اولین بار در سال ۱۹۳۳ توسط دو شیمیدان به صورت تصادفی که در حال تحقیقات فشار بالا روی ماده ی دیگری بودند، کشف شد. این دو محقق واکنشی بین ماده های اتیلن و بنزآلدهید را در دستگاه اتوکلاو شروع کردند که نتیجه ی آن ماده ای سفید رنگ و پلاستیکی مانند بود.
از این کشف بزرگ در جنگ جهانی دوم به عنوان عایق ها و پوشش کابل ها در زیر آب برای کاربرد های نظامی حیاتی استفاده می شد. با گذر زمان از این ترموپلاستیک در صنایع مختلف به کار می رود، هم اکنون تولید سالانه پلی اتیلن بیش از ۱۰۰میلیون تن است.
انواع گرید پلی اتیلن
انواع مختلفی از پلی اتیلن با خواص فیزیکی و شیمیایی و فرمول‌های مختلف موجود است که می توان هر کدام را به اشکال مختلف حالت داد. از انواع پلی اتیلن می توان به پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE)، پلی اتیلن با چگالی پایین (LDPE)، پلی اتیلن با چگالی کم خطی (LLDPE)، پلی‌اتیلن با چگالی متوسط (MDPE)، پلی اتیلن با چگالی متالوسن (mPE) ، پلی اتیلن متالوسن خطی کم چگالی (mLLDPE) پلی اتیلن با وزن مولکولی بالا (HMWPE)، پلی اتیلن با وزن مولکولی بسیار کم (ULMWPE یا PE-WAX)، اشاره کرد.
پلی اتیلن چگالی بالا (HDPE)
پلی اتیلن با چگالی بالا (High Density Polyethylene) که به اختصار (HDPE) نیز خوانده می‌شود، از نفت تشکیل شده و دارای قابلیت کشش و تراکم بالا است. این نوع پلی اتیلن، به دلیل تراکم بالای مولکول های پلیمری، یکی از پرکاربرد ترین مواد پلاستیکی در سطح جهان است.
این ماده ویژگی های متعددی اعم از مقاومت در برابر حرارت، استحکام بالا و ماندگاری را دارد و قابل بازیافت بوده که در صنایع داروسازی، غذایی، بسته بندی، شیمیایی و غیره از آن بسیار به کار می رود.
پلی اتیلن با چگالی پایین (LDPE)
پلی اتیلن چگالی پایین Low-Density Polyethylene که به اختصار به آن LDPE هم می‌گویند، همانگونه که از اسمش پیداست، دارای چگالی بسیار کمی بوده و سبک است. این پلی اتیلن مقاومت شیمیایی بالایی دارد، عایق بسیار خوبی برای صنایع الکترونیکی است و نیز مقاومت بالایی در برابر ضربه دارند. همچنین پلی اتیلن چگالی کم، قابل بازیافت بوده و کاربردهای فراوانی در صنایع ساختمانی دارد.
📚 بیشتر بخوانید…
آشنایی با لاک پلی یورتان
پلی اتیلن با چگالی کم خطی (LLDPE)
پلی اتیلن با چگالی کم خطی یا (LLDPE) , ( به انگلیسی Linear Low-Density Polyethylene ) این ماده، زنجیره مولکولی کوتاهی به نسبت سایر پلی اتیلن ها دارد و یک پلیمر نیمه کریستالی است. به طور کلی از آن در صنایع بسته بندی بیشتر استفاده می شود که دلیل آن خاصیت استحکام و انعطاف بالای این چگالی است.
از این پلیمر در روکش کابل ها، سرامیک ها، کیسه های زباله و سطل ها استفاده می شود.
پلی‌اتیلن با چگالی متوسط (MDPE)
پلی‌اتیلن با چگالی متوسط (MDPE) یا Medium-Density Polyethylene، یک نوع پلی‌اتیلن است که از نظر چگالی و خواص مکانیکی بین پلی‌اتیلن با چگالی پایین (LDPE) و پلی‌اتیلن با چگالی بالا (HDPE) قرار دارد. چگالی MDPE معمولاً بین ۰.۹۲۶ تا ۰.۹۴۰ گرم بر سانتی‌متر مکعب است و دارای انعطاف‌پذیری، مقاومت شیمیایی، و مقاومت بالا در برابر ترک خوردگی و ضربه است.
این ماده، به طور گسترده‌ای در تولید لوله‌های گاز و آب، بسته‌بندی‌ها، تانک‌های ذخیره‌سازی، محصولات قالب‌گیری چرخشی، و محافظ کابل‌ها استفاده می‌شود. MDPE ویژگی‌های خوب هر دو نوع پلی‌اتیلن با چگالی پایین و بالا را داراست، به طوری که انعطاف‌پذیری بیشتری نسبت به HDPE و مقاومت بیشتری نسبت به LDPE دارد.
پلی اتیلن با چگالی متالوسن (mPE)
پلی‌اتیلن با چگالی متالوسن (mPE یا metallocene polyethylene) نوعی پلی‌اتیلن است که با استفاده از کاتالیزورهای متالوسن تولید می‌شود. این ماده به دلیل کنترل دقیق‌تر بر ساختار پلیمر، دارای ویژگی‌های مکانیکی و فیزیکی بهتری نسبت به پلی‌اتیلن‌های معمولی است. پلی اتیلن با چگالی متالوسن بعد از فناوری LDPE تولید شده و نسبت به این ماده از لحاظ آسیب به محیط زیست و هزینه ی کم و مقاومت بالا برتری دارد.
پلی اتیلن متالوسن خطی کم چگالی (mLLDPE)
پلی اتیلن متالوسن خطی کم چگالی یا سبک (mLLDPE) (به انگلیسی Metallocene Linear Low-Density Polyethylene ) ، یک ماده تخصصی تر از فناوری پلی اتیلن با چگالی کم خطی است. این نوع از پلی اتیلن با ویژگی های خاص خود سعی در پیشرفت عملکردی در صنایع مختلف دنیا را دارد. به چند ویژگی مهم این ماده می پردازیم:
- شفافیت: وضوح و شفافیت این ماده نسبت به سایر فناوری های پلی اتیلن باعث شده تا در محصولاتی که نیاز به زیبایی بصری دارند به کار رود.
- انعطاف پذیری: انعطاف پذیری بالای پلی اتیلن متالوسن خطی کم چگالی همانند سایر فناوری این ماده بوده با این تفاوت که در دمای بسیار پایین هم این خاصیت خود را از دست نمی دهد.
- کاربردهای متعدد آن: خاصیت انعطاف، مقاومت و پردازش این پلی اتیلن دلیل کاربرد گسترده ی آن در صنعت خودروسازی، ساخت و ساز و کشاورزی شده است.
تفاوت پلی اتیلن چگالی بالا با پلی اتیلن چگالی پایین
پلی اتیلن چگالی بالا مقاومت و استحکام بالاتری نسبت به پلی اتیلن چگالی پایین دارد در عوض LDPE به دلیل چگالی کمترش انعطاف پذیری بیشتر و شفافیت بالاتری نسبت به HDPE دارد.
قیمت پلی اتیلن
پلی اتیلن یکی از معروف ترین و رایج ترین ماده ی پلاستیکی مورد استفاده ی جهانی است. قیمت پلی اتیلن در ژوئن ۲۰۲۴ همچنان تحت تأثیر عوامل متعددی است که شامل نوسانات عرضه و تقاضا، مشکلات زنجیره تأمین، و هزینه‌های حمل و نقل می‌شود. در ایالات متحده، قیمت پلی اتیلن (PE) به دلیل کاهش تولید داخلی و افزایش هزینه‌های حمل و نقل به حدود ۱۶۰۰ دلار به ازای هر تن رسیده است. این افزایش قیمت‌ها به دلیل مشکلات لجستیکی و کاهش موجودی‌ها بوده است (Mckisney).
طبق آمار دو سایت IMARK و ChemOrbis در بازار آسیا، قیمت‌های پلی اتیلن سبک (LDPE) و پلی اتیلن با چگالی کم (LLDPE) تحت تأثیر تعطیلات و افزایش هزینه‌های مواد اولیه قرار گرفته است. قیمت پلی اتیلن سبک LDPE برای فیلم‌های وارداتی حدود ۲۰ دلار در هر تن افزایش داشته است
همچنین در اروپا، بازار پلی اتیلن به دلیل کاهش تقاضا در صنایع بسته‌بندی و ساخت و ساز، شاهد افت قیمت‌ها بوده است. این کاهش تقاضا به دلیل کاهش واردات از آسیا و خاورمیانه رخ داده است. پیشنهاد می‌کنیم تا برای اطلاعات بیشتر به سایت هایی مانند ICIS و ChemOrbis مراجعه کنید.
ساختار شیمیایی پلی اتیلن
ساختار شیمیایی PE توسط زنجیره ای کربنی تشکیل شده که هر اتم کربن دارای دو پیوند به کربن دیگری یعنی یک کربن در هر طرف است، دو جای باقی مانده اتم هیدروژن قرار می گیرد. پلی اتیلن با فرمول شیمیایی C2H4 نشان دهنده تکرار مولکول اتیلن در زنجیره پلیمر است.
جدول مقایسه انواع پلی اتیلن
تراکم g/cm3 | فشار | سد گاز | مقاومت شیمیایی | مقاومت ضربه ای | رنگ | انعطاف پذیری | پلیمر |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
۰.۹۶۳ | خوب | کم کیفیت | خوب | خوب | سفید شیری، نیمه شفاف | بالا ولی سفت | HDPE
|
۰.۹۱۰ –
۰.۹۴۰
| خوب | کم کیفیت | خوب | بالا | رنگ شیری، شفاف | بالا | LDPE |
۰.۹۳ | خوب | کم کیفیت | خوب | بالا | رنگ شیری، شفاف | بالا | LLDPE |
۰.۹۲۶ –
۰.۹۴۰
| تقریبا خوب | کم کیفیت | بالا | خوب | نیمه شفاف | خوب | MDPE |
سوالات متداول
پلی اتیلن یک نوع رزین سبک و مصنوعی است که از تکرار واحد های اتیلن تشکیل شده است. کاربرد های مهم این ماده در تولید بسته بندی ها، لوله ها، بطری ها و محصولات خانگی است.
ساختار شیمیایی پلی اتیلن (C2H4) به این شکل است که هر اتم کربن دارای دو پیوند به کربن دیگری یعنی یک کربن در هر طرف است، دو جای باقی مانده اتم هیدروژن قرار می گیرد.
دو نوع اصلی پلی اتیلن وجود دارد: پلی اتیلن با چگالی کم (LDPE) و پلی اتیلن چگالی بالا (HDPE).
وزن کم، قابل بازیافت، هزینه تولید پایین، مقاومت بالا در برابر رطوبت و انعطاف پذیری خوب از مزایای متعدد پلی اتیلن PE است.
بله، پلی اتیلن به صورت دسته بندی شده جمع آوری شده، شسته و خرد می شود و سپس به محصولات جدید تبدیل می شود.
پلی اتیلن چگالی بالا مقاومت و استحکام بالاتری نسبت به پلی اتیلن با چگالی کم دارد؛ با این حال پلی اتیلن چگالی کم انعطاف پذیری و شفافیت بالاتری نسبت به پلی اتیلن سنگین دارد.
