.
شنبه 31 شهريور 1397.

پلی اتیلن

پلی اتیلن

پلی‌اتیلن‌ها خانواده‌ای از گرمانرم‌ها می‌باشند که از طریق پلیمریزاسیون گاز اتیلن بدست می‌آیند . از طریق کاتالیست و روش پلیمریزاسیون این ماده می‌توان خواص مختلفی همچون چگالی، شاخص جریان مذاب (MFI)، بلورینگی، درجه شاخه‌ای و شبکه‌ای شدن، وزن مولکولی و توزیع وزن مولکولی را در آنها کنترل کرد. پلیمرهای با وزن مولکولی پائین را به عنوان روان کننده(Lubricant) به کار می‌برند. پلیمرهای با وزن مولکولی متوسط واکس‌هایی امتزاج پذیر (مخلوط پذیر) با پارافین می‌باشند و نهایتاً پلیمرهایی با وزن مولکولی بالاتر از ۶۰۰۰در صنعت پلاستیک بیشترین حجم مصرف را به خود اختصاص می‌دهند. پلی اتیلن شامل ساختار بسیار ساده‌ای است، به طوری که ساده تر از تمام پلیمرهای تجاری می‌باشد . یک مولکول پلی اتیلن زنجیر بلندی از اتم‌های کربن است که به هر اتم کربن دو اتم هیدروژن چسبیده‌است .

گاهی اوقات به جای اتم‌های هیدروژن در مولکول(پلی اتیلن)، یک زنجیر بلند از اتیلن به اتم‌های کربن متصل می‌شود که به آنها پلی اتیلن شاخه‌ای یا پلی اتیلن سبک (LDPE) می‌گویند؛ چون چگالی آن به علت اشغال حجم بیشتر، کاهش یافته‌است. در این نوع پلی اتیلن مولکولهای اتیلن به شکل تصادفی به یکدیگر متصل می‌شوند و ریخت و شکل بسیار نامنظمی را ایجاد می‌کنند. چگالی آن بین ۹۱۰/۰تا ۹۲۵/. است و تحت فشار و دمای بالا و اغلب با استفاده از پلیمریزاسیون رادیکال‌های آزاد وینیلی (Free radical polymerization) تولید می‌شود. البته برای تهیهٔ آن می‌توان از پلیمریزاسیون زیگلر ناتا (Ziegler-Natta polymerization)نیز استفاده کرد.

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 ۲۰۰۰۰۰-۵۰۰۰۰۰است که آن را تحت فشار و دماهای نسبتاً پائین پلیمریزه می‌کنند. چگالی آن بین ۹۴۱/۰تا ۹۶۵/۰است و آن را بیشتر به وسیله فرایند مشکلی که پلیمریزاسیون زیگلر ناتا نامیده می‌شود، تهیه می‌کنند. شکل این پلی اتیلن را در تصویر بالا می‌توانید مشاهده کنید.

پلی اتیلنی نیز وجود دارد که چگالی آن مابین چگالی این دو پلیمر است یعنی در محدوده ۹۲۶/۰تا ۹۴۰/۰؛ و آن را پلی اتیلن نیمه سنگین یا پلی اتیلن متوسط می‌نامند.

پلی اتیلن با وزن مولکولی بین ۳تا ۶میلیون 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. این ماده با پخت حین قالب گیری یا بعد از آن یک گرما سخت واقعی با استحکام کششی، خواص الکتریکی و استحکام ضربه خوب در دامنه وسیعی از دماها خواهد بود. از آن برای ساخت فیبرهای بسیار قوی استفاده می‌کنند تا جایگزین کولار (نوعی پلی آمید)در جلیقه‌های ضد گلوله کنند؛ و همچنین صفحات بزرگ آن را می‌توان به جای زمین‌های اسکیت یخی استفاده کرد.

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.

پلی اتیلن را می توان به 4 دسته ذیل تقسیم نمود

1.      LDPE

 

پلي اتيلن سبك (Poly ethylene low density)

 

اين پلي‌ اتيلن داراي زنجيري شاخه‌دار است بنابراين زنجيرهاي LDPE نمي‌توانند بخوبي با يكديگر پيوند برقرار كنند و داراي نيروي بين مولكولي ضعيف و استحكام كششي كمتري است. اين نوع پلي ‌اتيلن معمولا با روش پليمريزاسيون راديكالي توليد مي‌شود. از خصوصيات اين پليمر ، انعطاف‌پذيري و امكان تجزيه بوسيله ميكروارگانيسمها است. پلي اتيلن به لحاظ فشردگي كم و پايين مولكولي از دانسيته پايين برخوردار است كه همين امر، باعث افزايش انعطاف¬پذيري آن مي-شود اين خاصيت باعث شده كه بيش از پنجاه درصد از توليد اين محصول در ساخت فيلم و ورق جهت مصرف در روكش¬هاي طلقي شفاف، آسترهاي بسته-بندي، كاورها و چمدانها مصرف گردد. همچنين جهت ساخت ظروفي مانند بطريهاي تحت فشار از اين نوع پليمر استفاده مي¬شود . مصرف ديگر پلي اتيلن سبك، عايق¬كاري سيم و كابل و روكش كاغذ مي¬باشد. پلي اتيلن اولين بار بطور اتفاقي توسط شيميدان آلماني "Hans Von Pechmanv" سنتز شد. او در سال 1898 هنگام حرارت دادن دي آزومتان ، تركيب مومي شكل سفيدي را سنتز كرد كه بعدها پلي اتيلن نام گرفت. اولين روش سنتز صنعتي پلي اتيلن بطور تصادفي توسط "ازيك ناوست" و "رينولرگيسون" ( از شيميدان‌هاي ICI ) در 1933 كشف شد. اين دو دانشمند با حرارت دادن مخلوط اتيلن و بنزالدئيد در فشار بالا ، ماده‌اي موم‌مانند بدست آوردند. علت اين واكنش وجود ناخالصي‌هاي اكسيژن‌دار در دستگاه‌هاي مورد استفاده بود كه بعنوان ماده آغازگر پليمريزاسيون عمل كرده بود. در سال 1935 "مايكل پرين" يكي ديگر از دانشمندهاي ICI اين روش را توسعه داد و تحت فشار بالا پلي‌اتيلن را سنتز كرد كه اين روش اساسي براي توليد صنعتي LDPE در سال 1939 شد.

موارد مصرف: ماده توليد لوله هاي پلي اتيلني ، ساخت ظروف با حجم كم ، ساخت ظروف خانگي ، اسباب بازي ، روكش سيم هاي برق و مخابرات ، فيلم ، قطعات مختلف اتومبيل ، لوازم ورزشي و آزمايشگاهي و قطعات صنعتي

 LLDPE (2

دانسيته اين نوع پلي‌اتيلن از پلي‌اتيلن سبك نيز كمتر مي‌باشد. اين نوع پليمر، در مقابل پارگي و سوراخ شدن مقاومت، استحكام وكشش بهتري را نشان مي‌دهد. آمريكاي شمالي، آسيا، پاسيفيك به جز ژاپن و اروپاي غربي به ترتيب بزرگترين توليد كنندگان پلي‌اتيلن در جهان محسوب مي‌شوند. توليد اين پليمر در سال 1998بالغ بر 9/10 ميليون تن بود كه با رشد 2/6 درصدي درسال 2003 به 8/14 ميليون تن رسيد و پيش‌بيني مي‌شود كه در سال 2008 اين رقم به 5/19 ميليون تن درسال برسد. اما چيزي كه جالب به نظر مي‌رسد . اين است كه پلي‌اتيلن سبك خطي به دليل ويژگيهاي منحصر بفردش چندسالي است كه مورد توجه قرار گرفته و روند رو به رشدي را در توليد طي مي‌كند. پلي اتيلن اولين بار بطور اتفاقي توسط شيميدان آلماني "Hans Von Pechmanv" سنتز شد.

او در سال 1898 هنگام حرارت دادن دي آزومتان ، تركيب مومي شكل سفيدي را سنتز كرد كه بعدها پلي اتيلن نام گرفت. اولين روش سنتز صنعتي پلي اتيلن بطور تصادفي توسط "ازيك ناوست" و "رينولرگيسون" ( از شيميدان‌هاي ICI ) در 1933 كشف شد. اين دو دانشمند با حرارت دادن مخلوط اتيلن و بنزالدئيد در فشار بالا ، ماده‌اي موم‌مانند بدست آوردند. علت اين واكنش وجود ناخالصي‌هاي اكسيژن‌دار در دستگاه‌هاي مورد استفاده بود كه بعنوان ماده آغازگر پليمريزاسيون عمل كرده بود. در سال 1935 "مايكل پرين" يكي ديگر از دانشمندهاي ICI اين روش را توسعه داد و تحت فشار بالا پلي‌اتيلن را سنتز كرد كه اين روش اساسي براي توليد صنعتي LDPE در سال 1939 شد.

روشهای تولید :

واكنش پليمرازيسيون اتيلن با زنجيره طويل الفين

HDPE (3

 (High-density polyethylene) پلي اتيلن سنگين

 پلی اتیلن از نفت حاصل مي شود. تقريبا هر 1.75 كيلوگرم نفت خام يك كيلوگرم پلي اتيلن سنگين توليد مي كند که این پلی اتیلن سنگین قابليت بازیافت را دارد. و باید گفته شود که عمومی ترین و پرمصرف ترین و شاید اولین نوعی از پلاستیک ها که به وجود آمد پلی اتیلن سنگین (HDPE) بود.زنجيره مولكولي در اين نوع پليمر ، فشرده است كه همين عامل، باعث افزايش دانسيته آن ميشود. لذا انعطاف پذيري به شدت كاهش مييابد. اين نوع پليمر گرچه مقاومت ضربه اي كمتري نسبت به پلي اتيلن سبك دارد اما مقاومت آن در برابر مواد شيميايي همانند مقاومت آن در برابر تنشهاي شكننده محيطي خوب است . لذا از اين نوع پليمر در انواع محصولات تجارتي مانند ظروف نگهدارنده سوخت، صندلي‌هاي مورد استفاده در فضاي باز ، اسباب‌بازيها، جامه‌دانها، لوله‌ها ی انتقال آب فشار قوی , لوله انتقال فاضلاب و مجراها استفاده مي‌شود. نوعي ديگر از پلي‌اتيلن با دانسيته بالا با نام (UHMWPE) وجود دارد كه البته در حجم كمتري متداول است.

 

4. پلی اتیلن ترفتالات PET

 پلی اتیلن ترفتالات پلیمری است که در اغلب کشور ها برای تولید الیاف پلی استر(70 درصد) رزین بطری (22 درصد) فیلم (6 درصد) و رزین های پلی استر مهندسی (2 درصد) به کار رفته ، ولی در ایران این پلیمر بیشتر برای ساخت انواع بطری های آشامیدنی استفاده می شود. با توجه به مقاومت بالای این بطری ها در برابر شکستگی ، دما و نفوذ گازها ، دارا بودن وزن کم و ارزان بودن قیمت نسبت به سایر مواد بسته بندی همچون شیشه و فلز ، تولید بطری های پلاستیکی از این رزین کاربرد گسترده ای پیدا کرده است. که بالتبع موجب ورود بطری های PETمصرفی به جریان زباله های شهری می گردد. بالا بودن حجم این بطری ها نسبت به وزن ، که فضای زیادی را در هنگام حمل و نقل و دفن ف به خود اختصاص می دهند و تجزیه بسیار طولانی آنه در طبیعت (حدود 300 سال) ، باعث گردیده تا مسئله بازیافت این بطری ها، بخصوص در سال های اخیر توجه همگان را به خو جلب نماید.

 روش تولید پلی اتیلن ترفتالات (PET ):

 پلی استرها توسط واكنش دو عاملی اسیدها و الكل ها در حضور یك كاتالیست فلزی تولید می شوند. مرحله پلیمریزاسیون كلیدی به عنوان یك واكنش تغلیظ ، كه مولكولها واكنش داده و آب آزاد می شود ، شناخته شده است كه این توسط واكنش دوم پلیمریزاسیون كه در فاز جامد رخ می دهد دنبال می شود. واسطه های كاربردی در تولید PET ، ترفتالیك اسید خالص و اتیلن گلیكول میباشند كه از مشتقات نفت خام هستند. در زمان حرارت دادن مواد با یكدیگر، اولین محصولی كه تولید می شود منومر است ( بیس هیدروكسی اتیل ترفتالات ) كه با پلیمرهای با وزن مولكولی پایین مخلوط شده ( الیگومر) سپس مخلوط واكنش داده و اتیلن گلایكول مازاد به صورت تقطیری خارج و PETتشكیل می شود.

PET در این مرحله به صورت یك مایع ویسكوز مذاب است كه با فشار خارج شده و توسط آب خنك شده و به فرم مواد بی شكل شیشه ای در می آید. گاهی PET بر مبنای دی متیل استر از فتالیك اسید نیز تولید میشود. PET با وزن مولكولی بالا توسط مرحله دوم پلیمریزاسیون به صورت جامد در دمای پایین تولید میشود. این روش باعث از بین رفتن تمام ناخالصی های فرار نظیر استالدهید ، گلیكول آزاد و آب میشود. در تهیه PET رسیدن به وزن مولكولی بالا برای ایجاد خصوصیات میكانیكی ، سختی و مقاومت خزشی ضروری است تا انعطاف كافی در برابر شكستن داشته باشد.

 خالص سازی پلیمر تشكیل شده خیلی مشكل می باشد به همین دلیل مواد اولیه رمز دستیابی به كیفیت بالای پلیمر برای بسته بندی مواد غذایی است. اتیلن گلایكول به راحتی توسط تقطیر خلاء و اسید توسط تكرار بلورینگی از حلال خالص سازی می شود.چنین موادی با خلوص و وزن مولكولی بالا برای بسته بندی كاربردی مواد غذایی لازم اند.

كاتالیزورها در غلظت های خیلی كم به منظور توسعه واكنشها و تضمین كاربری اقتصادی استفاده می شوند. عمومی ترین كاتالیزور تری اكسید آنتیمونی است اما نمك های از تیتانیوم ، ژرمنیوم ، كبالت ، منگنز ، منیزیم و روی هم گاهی استفاده می شود که مقدار ناچیزی از آن در درون قالب پلیمر یا در خود زنجیره پلیمر باقی می ماند.

PET به عنوان یك پلیمر semi – crystalline طبقه بندی شده و زمانیكه حرارت داده می شود در دمای بالاتر از 72C از حالت سخت شیشه ای به فرم الاستیكی تغیر پیدا می كند.زمانیكه زنجیره های مولكولی پلیمر كشیده شده و در یك راستا قرار می گیرند به فرم رشته ها و یا در دو جهت به شكل فیلم ها و ورقه ها در می آیند.

اگر مواد مذاب سریعا سرد شوند در حالیكه همچنان در حالت كشش نگه داشته شوند.زنجیره ها به صورت جهت دار منجمد شده و سالم باقی می مانند. قرار گرفتن در حالت كشش باعث بروز خصوصیت استحكام می شود. ( خصوصیاتی كه در بطری های PET مشاهده می شود. )

اگر PETدر فرم كشیده شده در دمای 72C نگه داشته شود و به آهستگی بلورینه شود مواد رو به مات شدن میل میكنند ،در نتیجه سختی بیشتر و انعطاف كمتر حاصل میشود.(بعدها آن به عنوان crystalline PET شناخته شد) این فرم قادر است دماهای بالاتر را تحمل كند ومی تواند در تولید سینی و ظروف با تحمل درجه حرارت ملایم گاز استفاده شود. این تكنیك heat setting می باشد كه اغلب خصوصیت مقاومت شستشو و چروك منسوجات پلی استر را بهبود می بخشند.

اصلاح ما بین هر یك از این فرم ها یك محدوده وسیع از محصولات متفاوت را تولید می كند كه تمام گونه ها از همان فرمول شیمیایی اصلی PET اند.

 

کاربرد ها و خواص PET  :

امروزهPET عمدتاً از ترکیب اتیلن گلیکول با اسید ترفتالیک با کمک گرما و کاتالیزور بدست می آید که پلیمری خطی و مقاوم در برابر حلال ها است.خواص فیزیکی و شیمیایی ویژه، PETمانند استحکام مکانیکی بالا استحکام اتصالات ، شفافیت ، وزن سبک ، بی خطر بودن آن از نظر سمیت و نفوذ ناپذیری در برابرco 2 سبب شده است که به طور گسترده ای در ساخت فیلمهای عکاسی ، بطری های نوشیدنی ، و الیاف به کار رود . همچنین در تهیه الیاف پیوسته BCF و نخ صنعتی و Staple ، POY منسوجات و پوشاک کاربرد دارد . به علت اثر نداشتن PET در مزه و پایداری در برابر گرما به عنوان بسته بندی مواد غذایی نیز استفاده می شود

 بررسی سمیت پلی اتیلن ترفتالات PET:

PET به صورت بیولوژیكی خنثی ، به صورت جلدی مطمئن برای در دست گرفتن می باشد. اگر بلعیده و یا استنشاق شود خطرناك نمی باشد. در مطالعات تغذیه ای صورت گرفته بر روی حیوانات هیچ مدركی مبنی بر سمیت ماده مورد نظر یافت نشد. نتایج منفی از تستهای Ames ومطالعه بر روی DNA سنتزی (غیر قابل برنامه ریزی شده ) نشان داد كه PET سمیتی بر روی ژنها ندارد. مطالعات مشابه بر روی منومرها و تركیبات واسطه PET نشان می دهد كه این مواد به صورت ضروری سمی نیستند و هیچ تهدیدی برای انسان در بر ندارد. یكی از مواد ویژه كه در سطح وسیع استفاده شده ، تری اكسید آنتیموان است كه باعث سرطان می شود. به هر حال مطالعات كامل بر روی تغذیه حیوانات نشان داد كه هیچگونه ریسكی ناشی از استفاده آنتیمونی در تولید PET وجود ندارد. مطالعه بر روی رژیم غذایی شامل 20 g/Kg تری اكسید آنتیمونی تاثیرات سمی قابل شناسایی بر روی حیوانات نداشت و آزمایشات genotoxin اغلب منفی بود.

غدد درون ریز بدن انسان كه كنترل فرایندهای حیاتی انسان نظیر تولید مثل ، تنظیم متابولیسم و دیگر جنبه های توسعه قبل از تولد را به عهده دارد .مواد شیمیایی مصنوعی ساخت بشر ، در صورت جذب در بدن باعث از هم پاشیدن هورمون استروژن اختلال در چرخه غدد درون ریز ، اختلال در تولید مثل و كاهش در تعداد اسپرم میگردد.پس این نكته مهم است كه تركیبات استفاده شده در PET هیچ مدركی مبنی بر فعالیت استروژنیك نداشته باشند.یك مدرك مهم وجود دارد كه نشان میدهد كه این مواد غیر سرطانی و نسبتا ایمن اند.

 مزایا و معایب استفاده از PET

مزیت استفاده از بطری های PET این است که درب بطری به راحتی با می شود و قابلیت بسته شدن مجدد را دارد و همچنین سبک و ارزان قیمت می باشند.PET به طور ذاتی مشخصات پلاستیک های زیست تخریب را دارد و در مدت دو سال در زیر خاک بیش از 30 در صد آن تخریب می گردد که بازیافت PET و تبدیل آن به محصولات قابل مصر ف راه حل مناسب تری است . این مواد با اینکه در صد وزنی کمی از کل ضایعات جامعه (حدود 7 درصد) را تشکیل می دهند ولی به علت چگالی کم ، حجم بالایی حدود 30 درصد کل ضایعات را در بر دارند . به طور معمول حدود 800 کیلوگرم زباله در هر متر مکعب فضای دفن جای می گیرد در حالیکه یک متر مکعب فضای دفنی تنها می تواند 35 کیلو گرم بطری را در خود جای دهد.

خواص فيزيکي و شيميايي لوله هاي پلي اتيلن:

الف)خواص فيزيکي لوله پلي اتيلن PE  :

1.لـولـه هاي فاضلاب پلـي اتيلـن سبـک بوده حتي وزن مخصوص آنهـا کمتـر از آب مي باشد بطوريکه حمل و نقل و مونتاژ اين لوله ها بسيار آسان است

2.پلي اتيلن سخت به علت کوچک بودن ضريب ذوب خود داراي وزن مولکولي بزرگي بـوده و در نتيجـه مقاومت بسيـار زيـادي در بـرابـر تـرک خوردگـي و خورندگـي Korrision ازخود نشان مي دهند.

3.اين ماده را مي توان براي تمام قسمتهاي سيستم هاي مختلف فاضلاب منازل ساختمانها، آزمايشگاهها و صنايع بکار برد به طوريکه حتي آب داغ ماشينهاي لباسشويي و يا ظرفشويي نمي توانند صدمه اي به لوله و اتصالات مزبور برسانند.

4.خـاک و شـن و مـاسـه در جريان فـاضلاب به لـولـه ها فلـزي صدمه زيادي مي زند و مي تواند در طي سالها ديواره لوله ها بسايد و باعث سوراخ شدن لوله بشود. مقاومت در مقابل ساييدگي در يک لوله بستگي به استحکام جنس لوله و صافي سطح داخلي آن دارد.

5.مقاومت لوله هاي پلي اتيلن در مقابل نور آفتاب خيلي زياد مي باشد. بطوريکه مي توان ازلوله هاي پلي اتيلن به صورت روکار نيز استفاده کرد. در صورتيکه از جمله ضعفهاي عمده لوله هاي PVC تجزيه درمقابل نورآفتاب ميباشد.

6.لوله هاي پلي اتيلن در مقابل تاثيرات جوي از خود مقاومت خيلي زيادي نشان مي دهند و به دليل قابليت انعطاف زيادي که اين لوله ها دارا مي باشند تاثير انبساط و انقباض در اين لوله ها در شبکه به کمترين حد خود مي رسد.

اتصالات نامناسب به جهت نشت آب ميتواند زيانهاي مالي زيادي براي سيستمهاي آب فشار قوي و ضعيف و فاضلاب به همراه داشته باشد.

در شبکه هاي فاضلاب نشت آب مي تواند باعث آلودگي سفره هاي زيرزميني شود. و در شبکه هاي آبرساني هم باعث نشست خاک و همچنين ضرر مالي به خانه هاي مسکوني و پرت آب مي شود.

7.اتصالات و لوله هاي پلي اتيلن در صورت استفاده به روش درست مي توانند آب بندي خوبي در مقابل بارهاي داخلي و خارجي ايجاد نمايد.

8.لوله و اتصالات پلي اتيلن با آنکه مقاومت ضربه اي زيادي دارند معذالک در، درجات پائين حرارت نيز قابل انعطاف مي باشند

9.لوله هاي پلي اتيلن را ميتوان پس از پرنمودن با آب و مسدود نمودن دو سرآنها سرد نموده تا آب يخ بزند.به علت قابليت انعطاف پلي اتيلن سخت انبساط يخ صدمه اي به اين لوله ها وارد نمي آورد.

10.پلي اتيلن داراي قابليت هدايت گرماي بسيار کم مي باشند بنابراين ايجاد آب در اثر کندانزاسيوم کم بوده و حرارت مايع فاضلاب وقت زيادتري را لازم داشته تا به تمام جدار لولهاثر کند. بنابراين تاثير حرارتهاي بالا به مدت کوتاهي ( تا 5 دقيقه ) مي تواند شديدتر از تاثير حرارت عادي فاضلابها در مدت مديدي باشد

11.پلي اتيلن داراي تغيير انبساط طولي بيشتر در اثر تغيير درجه حرارت مي باشند.مثلا يک متر لوله در اثر50 درجه سانتيگراد اختلاف حرارت يک سانتيمتربه طولش اضافه ميشود اين تغيير طول را مي توان توسط انبساط گير ( موفه ) جبران نمود.

 ب)خواص شيميائي لوله پلي اتيلن

 1.پلي اتيلن بطورکلي در برابر مواد شيميائي داراي ثبات مي باشد.طبق آزمايشات انجام شدهHDPE در اکثر حلالهاي معدني وآلي در 20 درجه سانتيگراد غير محلول است ولي در درجه حرارت بالاتر از 90 درجه سانتيگراد به ميزان خيـلي کمـي در ئيـدروکـربـورهـاي زنجيـري و حلقـوي و مشتقـات کلـره آنـها حـل مي گردند

2.پلي اتيلن سخت به مرور زمان در درجات حرارت معمولي (20 درجه سانتيگراد) تحت اثر هالوژنها مانند کلر، برم و غيره ضمن ايجاد اسيدهاي هالوژنه مربوطه تبديل به پلي اتيلنهالوژنه مي شود. اين پلي اتيلن هالوژنه با اينکه داراي خواص فيزيکي و شيميائي غير از پلي اتيلن سخت اوليه مي باشد، حالت و مورد استعمال خود را محفوظ مي دارد.

به همين دليل تحت شرائط بخصوصي ميتوان لوله و اتصالات پلي اتيلن سخت را حتي در کارخانجاتي که محصولاتشان هالوژنها مي باشد و يا از هالوژنها استفاده مي نمايند بکار برد. البته در اين مورد بايد هدف مورد استعمال و غلظت هالوژنها را در نظر گرفت .

روش هاي توليد پلي اتيلن:

چهار روش اصلی برای تولید صنعتی پلی اتیلن وجود دارد و در هر مورد، محصولاتی با خواص متفاوت حاصل می شود. فرآیند فشار بالا در فرآیند فشار بالا، از فشارهای (۳۰۰۰-۱۰۰۰اتمسفر) و دماهای استفاده می شود. یكی از مكانیسم ها برای انجام این كار، پلیمریزاسیون به صورت رادیكالی است كه برای شروع واكنش می توان از پراكسیدها، تركیبات آزو و مقادیر جزئی اكسیژن استفاده كرد و باید شرایط به دقت كنترل شود تا واكنش فرعی انجام نشود.

در صورت انجام واكنش فرعی، هیدروژن، متان و گرافیت تولید می گردد كه اگر به دست آوردن پلیمری با جرم مولكولی زیاد مورد نظر باشد باید آنها را از محیط واكنش خارج كرد. به طور كلی، فرآیندهای فشار بالا، پلی اتیلن های شاخه دار با دانسیته كمتر در محدوده (۹۴۵/۰-۹۱۵/0گرم بر سانتی متر مکعب) ایجاد می كنند كه جرم مولی آنها نیز نسبتاً پایین است.

فرآیند زیگلر- ناتا فرآیند زیگلر بر اساس واكنش های كوردیناسیون به كمك كاتالیزورها شامل هالیدهای تیتان و تركیبات آلی آلومینیوم دار انجام می شود. این واكنش ها توسط زیگلر در سال ۱۹۵۳در موسسه ماكس پلانك در آلمان كشف و توسط ناتا در ایتالیا در اوایل دهه ۱۹۵۰توسعه یافتند.

كاتالیزور زیگلر- ناتا كمپلكسی تهیه شده از تتراكلراید تیتانیوم و تری اتیل آلومینیوم است. این كاتالیزور در ابتدا به ظرف واكنش وارد شده و پس از آن اتیلن اضافه می شود. واكنش در دماها و فشارهای پایین در غیاب هوا و رطوبت، كه كاتالیزور را تجزیه می كنند انجام میگیرد. پلی اتیلن تولید شده طی این فرآیند، دارای دانسیته متوسط در حدود  ۹۴۵/۰گرم بر سانتی متر مکعب می باشد.

با تغییر نسبت اجزای پلیمر یا وارد كردن مقدار كمی هیدروژن به ظرف واكنش، می توان به دامنه ای از جرم های مولی نسبی دست یافت. فرآیند فیلیپس این فرآیند، پلی اتیلن با دانسیته زیاد در فشار و دمای نسبتاً پایین به دست میدهد. دانسیته محصول ۹۶/0گرم بر سانتی متر مکعب می باشد

کارخانه‌ی ساخت بطری:

پلاستیک‌ها یکی از اختراع‌های مفید بشر هستند که از ابتدا عمدتاً از نفت تهیه می‌شوند. این مواد پلی‌مری ضدآب بوده و به راحتی شکل می‌گیرند. پلاستیک‌ها از نظر مقاومت به گرما دو نوع‌اند. نوع اول کم‌تر مقاوم بوده و پس از شکل‌گیری نخست، در صورت گرم شدن مایلند به حالت اولیه‌ی خودشان که معمولاً یک صفحه‌ی صاف است برگردند (به این حالت حافظه‌ی پلاستیک می‌گویند). نوع دوم به گرما بسیار مقاوم است و در صورتی که دوباره گرم شود ذوب نمی‌شود و نمی‌توان آن را دوباره شکل داد.

بیش‌تر بطری‌ها از جنس پلی اتیلن و پلی اتیلن ترفتالات (PET) هستند و دلیل آن مقاومت بالا، نفوذپذیری بسیار کم و فرآیندپذیری این ماده می‌باشد. بطری‌ها در بسته‌بندی موارد زیادی از جمله آب معدنی، نوشابه‌های گازدار، لوازم آرایشی- بهداشتی و... مصرف دارد.

 بازار ساخت بطری‌های PET بسیار داغ بوده و در سال‌های گذشته روندی رو به رشد داشته است. این بطری‌ها به علت شفاف بودن و نفوذ پذیری کم‌تر، مرغوب‌تر بوده و به لحاظ میزان مصرف با بطری‌هایی از جنس پلی‌وینیل کربن یا پلی‌وینیل اتانول (PVC) رقابت می‌کنند. ولی اقبال عمومی از بطری‌هایPET  به علت توان بازیافت آن‌ها رو به رشد است. با توجه به روند رو به افزایش مصرف و کاربرد زیاد این نوع بطری‌ها، خوب است با ساخت آن‌ها در واحدهای تولیدی آشنا شوید. برای این هدف شما را به بازدید از کارخانه‌های تولید ظروف پلاستیکی دعوت می‌کنیم.

بطری‌های PET در کشورهایی مثل چین، هند و پاکستان و به تازگی در کشور ایران به میزان زیاد تولید می‌شوند.

 تکنولوژی تولید PET در ایران:

رایج‌ترین شکل تولید بطری در دو مرحله انجام می‌شود:

 تولید پری‌فرم: مواد اولیه‌ی PET به صورت دانه‌های بسیار ریزی از پلی‌اتیلن به نام گرانول موجود است که به وسیله‌ی دستگاه مکنده‌ (شامل یک قیف و یک محور مارپیچ گردان شبیه چرخ گوشت)، به درون دستگاه تولید پری‌فرم کشیده می‌شود.

 

 

 پس از گرم شدن گرانول‌ها در دمای بالا، آن‌ها به شکل خمیر در آمده  و رنگ‌های مختلف در این مرحله به پلاستیک اضافه می‌گردند. سپس با فشار در قالب‌های مخصوص تزریق می‌‌گردند. پس از انجام این فرآیند پری‌فرم از قالب بیرون می‌آید و با سردکردن سفت می‌شود. آن‌گاه برای شکل‌گیری نهایی به مقاصد گوناگون که شامل کارگاه یا کارخانه‌های بسته‌بندی مواد غذایی هم هست، فرستاده می‌شود.

 شکل‌دهی:

قالب‌گیری تزریقی یکی از رایج‌ترین روش‌های شکل‌دهی بطری‌ها است. در این حالت پری‌فرم تولید شده داخل قالب قرار گرفته و دوباره گرم شده و نرم می‌شود اما نه به اندازه‌ای که ذوب شود. سپس توسط دستگاه‌های مخصوص، باد به درون پری‌فرم‌ها تزریق می‌شود و بطری‌ها به شکل قالبی که در آن قرار گرفته‌اند در می‌آیند. پس از سرد و جامد شدن بطری‌ها، قالب را باز کرده و قطعات تولید شده را از آن جدا می‌کنند. سپس قالب دوباره بسته شده و فرآیند تکرار می‌شود و به این ترتیب تعداد زیادی بطری در زمانی کوتاه از پری‌فرم‌ها تولید می‌شود.

 این دو مرحله می‌تواند یک‌جا و پشت‌سرهم انجام شود. اما جداسازی این دو مرحله برای این است که انتقال بطری‌های خالی با حجم زیاد به مقاصد به صرفه نیست و به‌تر است که ابتدا پری‌فرم‌ها با حجم کم به مقصد حمل شوند و در آن جا شکل نهایی به آن‌ها داده شود.

 

مراحل ساخت بطری PET در کارخانه:

1.حرارت بالا و میکس مواد و تولید پریفرم

2.بسته بندی وآماده سازی

3.تزریق گرانول

4.حرارت ملایم  و تزریق هوا

5.سرد شدن و قالب گیری

6.بازگشت ضایعات به خط تولید

 

 خدمات  بازرگانی پارسا7:

بازرگانی پارسا7 در حال حاضر  با صادرات مواد خام پلی اتیلن به سایر کشورها از جمله چین توانسته رشد قابل ملاحظه ای  را در بازارهای بین المللی  کسب کند.