پلی اتیلن

پلی اتیلن یکی از پرکاربردترین پلیمرهای جهان است که از پلیمریزاسیون گاز اتیلن تولید و به دلیل ویژگی های منحصر به فردش مانند سبکی، انعطاف پذیری، مقاومت شیمیایی و عایق بودن در صنایع مختلف استفاده می شود. مهمترین ویژگی‌های پلی اتیلن به شرح زیر است:

• در برابر بسیاری از مواد شیمیایی، اسیدها و قلیاها مقاوم است.
• وزن کم آن باعث می شود که در حمل ونقل و کاربردهای مختلف اقتصادی باشد.
• پلی اتیلن قابلیت بازیافت دارد، اما برای بازیافت مؤثر نیاز به مدیریت صحیح است.

این پلیمر بر اساس چگالی و ساختار مولکولی به انواع مختلفی تقسیم بندی می شود:

• پلی اتیلن با چگالی پایین (LDPE) که ساختار زنجیره های شاخه ای دارد و از ویژگی های این نوع پلی اتیلن می توان به انعطاف پذیر، شفاف و نرم بودن اشاره کرد همچنین کاربردهای تولید کیسه های پلاستیکی، پوشش سیم و کابل و بسته بندی مواد غذایی را دارد.
• پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE) با ساختار زنجیره های مستقیم و متراکم که ویژگی های این نوع پلی اتیلن سخت، مقاوم و نیمه شفاف هستند. از کاربردها می توان در لوله کشی، مخازن آب، بطری های پلاستیکی و اسباب بازی ها استفاده کرد.
• پلی اتیلن خطی با چگالی پایین (LLDPE) ساختار ترکیبی از زنجیره های شاخه ای و مستقیم دارد ویژگی این نوع پلی اتیلن در استحکام کششی بالا و انعطاف پذیری بیشتر نسبت به LDPE است. کاربردهای این نوع پلی اتیلن در فیلم های کششی و بسته بندی های صنعتی.
• پلی اتیلن سنگین (UHMWPE) مقاومت بسیار بالا در برابر سایش و ضربه دارد؛ از کاربردها هم میتوان به ساخت تجهیزات پزشکی، زره بدن و اجزای ماشین آلات اشاره کرد.

تاریخچه کشف پلی اتیلن

در سال 1898 هانس فون پشمان، شیمیدان آلمانی، ماده‌ای مومی‌شکل را کشف کرد که بعدها مشخص شد پلی اتیلن است، اما کاربردی برای آن نیافت. در سال 1933 اریک فاوست و رجینالد گیبسون در شرکت انگلیسی ICI به‌طور تصادفی پلی اتیلن را کشف کردند. این ماده به دلیل ویژگی‌های خاص خود توجه بسیاری را جلب کرد. در طول جنگ جهانی دوم این پلیمر به عنوان عایق کابل‌های راداری مورد استفاده قرار گرفت و اهمیت صنعتی آن افزایش یافت. در سال 1953 کارل زیگلر موفق به تولید پلی اتیلن سنگین (HDPE) شد. این دستاورد، پلی اتیلن را به ماده‌ای پرکاربرد تبدیل کرد و او به همین دلیل جایزه نوبل شیمی را در سال 1963 دریافت کرد.

پس از جنگ جهانی تولید انبوه این پلیمر آغاز شد و این پلیمر به یکی از پرمصرف‌ترین پلاستیک‌های جهان تبدیل شد. امروزه، پلی اتیلن یکی از پرمصرف‌ترین پلاستیک‌ها در جهان است. تولید این پلیمر به دلیل فرآیندهای مقرون‌به‌صرفه و ویژگی‌های برجسته‌ای که دارد، به شدت رشد کرده و کاربردهای آن در صنایع مختلف، از جمله بسته‌بندی، کشاورزی، پزشکی و صنعت ساختمان به اوج رسیده است.

کاربردهای پلی اتیلن

پلی اتیلن به دلیل خواص منحصربه فردش مانند وزن سبک، مقاومت شیمیایی، انعطاف پذیری و قابلیت بازیافت، در صنایع مختلف از جمله بسته بندی، ساختمان سازی، پزشکی و کشاورزی به کار می رود. با وجود چالش های زیست محیطی، توسعه روش های بازیافت و بهینه سازی مصرف، آینده ای پایدارتر برای استفاده از این ماده فراهم خواهد کرد. در ادامه به بررسی کاربردهای پلی اتیلن در بخش های مختلف می پردازیم.

• تولید لوله پلی اتیلن، به ویژه نوع HDPE در انتقال آب شرب و آب صنعتی
• مقاومت در برابر گازها و قابلیت انعطاف پذیری باعث شده که پلی اتیلن گزینه ای مناسب برای خطوط انتقال گاز باشد.
• پلی اتیلن به دلیل انعطاف پذیری، مقاومت شیمیایی و وزن سبک نقش حیاتی در صنعت بسته بندی ایفا می کند.
• ساخت لوله زهکشی برای سیستم های آبیاری قطره ای و آبپاش
• استفاده از پلی اتیلن در تولید لوله کاروگیت برای سیستم فاضلاب استفاده می شود.
• تولید مخازن سوخت خودرو
• اجزایی مانند داشبورد، دسته ها و عایق ها
• در سیستم های خنک کننده و انتقال مایعات خودرو
• تولید فوم های عایق حرارتی و صوتی
• در انتقال لوله های آب سرد و گرم در ساختمان ها
• در تولید کفپوش ها و روکش های مقاوم به رطوبت و ضربه
• فیلم های پلی اتیلنی برای ایجاد محیطی مناسب در گلخانه ها استفاده می شوند.
• ساخت مخزن پلی اتیلن برای ذخیره آب و محلول های شیمیایی
• سرنگ ها و تجهیزات پزشکی یکبار مصرف
• مخازن ذخیره دارو
• پروتزها و ایمپلنت ها
• تولید ظروف مقاوم و بهداشتی
• تولید اسباب بازی های ایمن و سبک
• محصولات نظیر کیسه های زباله، سفره ها و بسته بندی مواد شوینده از پلی اتیلن ساخته می شوند.
• تولید محصولات مختلف نظیر نیمکت ها، سطل های زباله
• پلی اتیلن می تواند با اصلاحاتی به فیلم های زیست تخریب پذیر تبدیل شود.
• عایق کاری کابل های برق و مخابرات
• تولید قاب ها و قطعات الکترونیکی مقاوم به ضربه و حرارت

سایر کاربردهای پلی اتیلن

• برای ساخت جعبه های مقاوم به رطوبت و ضربه استفاده می شود.
• به عنوان یک لایه مقاوم در برابر خوردگی در مخازن استفاده می شود.
• در تولید تجهیزات و وسایل ورزشی نظیر کلاه ها و کفپوش های ورزشی کاربرد دارد.

پلی اتیلن به دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی خود، یکی از محبوب ترین مواد برای ساخت سپتیک تانک پلی اتیلن است. کاربرد آن در سپتیک تانک ها به دلیل ویژگی های مقاومت در برابر خوردگی و مواد شیمیایی، سبک بودن، ضد نشتی، دوام بالا، نصب آسان، قیمت مناسب، قابلیت بازیافت بودن انتخابی کارآمد، اقتصادی و زیست محیطی برای مدیریت فاضلاب هستند.

پلی اتیلن و پلی پروپیلن هر دو پلیمرهای مقاوم در برابر مواد شیمیایی هستند، اما پلی پروپیلن مقاومت بهتری در برابر حرارت و برخی مواد شیمیایی دارد. اگر قرار است پلی اتیلن در تماس مستقیم با سطح داخلی یا بیرونی مخزن پلی پروپیلن باشد، معمولاً مشکلی از نظر واکنش شیمیایی پیش نمی آید، زیرا این دو ماده از نظر شیمیایی خنثی هستند.

این پلیمر در برابر اکثر اسیدها (مانند سولفوریک، نیتریک، فسفریک و هیدروکلریک) و مواد قلیایی مقاومت دارد. مخزن اسید اغلب به صورت یکپارچه و بدون درز تولید می شوند، که خطر نشتی را به حداقل می رساند. پلی اتیلن نسبت به فلزات سبک تر است و حمل ونقل و نصب آن آسان تر است. برای نگهداری اسیدها در دماهای بالا باید مطمئن شوید که مخزن اسید از گرید مناسب ساخته شده باشد.

پلی اتیلن بسیار سبک است و این ویژگی به استفاده بمنظور تولید ترولی کمک می کند تا حمل و نقل آسان تر و کاربردی تر داشته باشند.خاصیت انعطاف پذیری و مقاومت در برابر ضربه دارد، که ترولی ها را برای استفاده در محیط های صنعتی و پرتردد مناسب می کند. پلی اتیلن قابل بازیافت است، که ساخت ترولی را از نظر زیست محیطی جذاب تر می کند.در برابر خوردگی، رطوبت و تغییرات دما مقاوم است که باعث دوام بالای ترولی ها می شود.

این ماده پلیمری در چربی گیر پلی اتیلن معمولاً برای ساخت بخش های مختلف این تجهیزات استفاده می شوند. چربی گیرها دستگاه هایی هستند که برای جدا کردن چربی و روغن از فاضلاب صنعتی یا خانگی به کار می روند. پلی اتیلن به دلیل ویژگی های خاص خود مانند مقاومت بالا در برابر خوردگی، ضدزنگ بودن و دوام طولانی مدت، ماده ای ایده آل برای ساخت این نوع چربی گیرها است.

پلی اتیلن فشرده به دلیل مقاومت بالای خود در برابر فشار و ضربه، مناسب برای ساخت لوله پلی اتیلن است. نوع سنگین این پلیمر به دلیل انعطاف پذیری بالا ممکن است در ساخت لوله کاروگیت به کار رود.

منهول پلی اتیلن به طور گسترده در سیستم های فاضلاب، شبکه های آب رسانی و حتی در سیستم های جمع آوری آب های باران استفاده می شوند. منهول ها یکی از کاربردهای رایج این ماده در سیستم های فاضلاب و شبکه های آب و فاضلاب هستند. این منهول ها به دلیل ویژگی های خاص، مانند مقاومت در برابر خوردگی، وزن سبک، استحکام بالا و انعطاف پذیری بسیار محبوب هستند.

مزایای پلی اتیلن

پلی اتیلن به دلیل ویژگی‌های منحصر به فرد خود، در صنایع مختلف کاربرد فراوانی دارد. برخی از مزایای کلیدی این پلیمر عبارت‌اند از:

• در مقایسه با بسیاری از مواد دیگر، وزن بسیار سبکی دارد. این ویژگی حمل و نقل و نصب محصولات ساخته ‌شده از پلی اتیلن، مانند لوله‌ها و مخازن، را آسان‌تر و کم‌هزینه‌تر می‌کند.
• پلی اتیلن به‌ ویژه انواع سبک آن (LDPE)، انعطاف‌پذیری قابل توجهی دارد و به راحتی شکل می‌گیرد. این خاصیت آن را برای تولید فیلم‌های بسته‌بندی، کیسه‌های پلاستیکی و محصولات مشابه ایده‌آل می‌کند.
• این پلیمر در برابر اکثر مواد شیمیایی مانند اسیدها، بازها و حلال ‌ها مقاوم است. به همین دلیل، پلی اتیلن در ساخت ظروف نگهداری مواد شیمیایی و مخازن سوخت استفاده می ‌شود.
• این پلیمر یک ماده عایق عالی برای جریان الکتریسیته است. این ویژگی آن را برای تولید سیم و کابل‌های عایق، به ویژه در محیط ‌های مرطوب، مناسب می‌سازد.
• پلیمر مذکور به دلیل ساختار مولکولی خود، در برابر ضربه و فشار مقاوم است. این ویژگی به‌ ویژه در پلی اتیلن سنگین (HDPE) دیده می‌شود و از این رو در تولید لوله ‌ها و ظروف مقاوم کاربرد دارد.
• پلی اتیلن به دلیل خاصیت غیرقابل نفوذ بودن، در برابر رطوبت بسیار مقاوم است. این ویژگی در کاربردهایی مانند بسته‌بندی مواد غذایی و ساخت عایق‌ها بسیار مهم است.
• قایل بازیافت اس و این ویژگی کمک می‌کند تا اثرات زیست محیطی آن کاهش یابد و از مواد بازیافتی برای تولید محصولات جدید استفاده شود.
• فرایند تولید این پلیمر نسبتاً ساده و کم‌هزینه است. این ویژگی باعث شده تا این پلیمر در بازار جهانی مقرون‌به‌صرفه و در دسترس باشد.

ساختار پلی اتیلن

پلی اتیلن یک پلیمر است که از واحدهای تکراری اتیلن (C₂H₄) ساخته می شود. ساختار شیمیایی پلی اتیلن از تکرار واحدهای مونومر اتیلن به صورت زنجیره ای تشکیل شده است. هر واحد اتیلن یک گروه -CH₂-CH₂- دارد که در آن دو کربن به هم پیوسته و به هر کربن دو اتم هیدروژن ([ -CH₂-CH₂- ]ₙ) متصل است.

در این ساختار: «-CH₂-CH₂-» نمایانگر یک واحد تکراری از اتیلن است. «ₙ» نشان دهنده تعداد تکرارهای این واحد است که به طول زنجیره پلی اتیلن بستگی دارد.

پلی اتیلن می تواند به صورت های مختلفی مانند چگالی کم (LDPE) یا چگالی بالا (HDPE) تولید شود. این تفاوت در چگالی ناشی از تفاوت در ساختار مولکولی و نحوه چیدمان واحدهای تکراری است.

ویژگی های فیزیکی و شیمیایی پلی اتیلن

پلی اتیلن یکی از پرکاربرد ترین پلیمرهای جهان است که ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی متنوعی دارد. این ویژگی‌ها بسته به گرید (مثل چگالی بالا (HDPE)، چگالی پایین (LDPE) یا متوسط ((MDPE) ممکن است متفاوت باشند.

• چگالی:
  • HDPE: 0.94 – 0.97 g/cm³
  • LDPE: 0.91 – 0.94 g/cm³
• نقطه ذوب: معمولاً بین 110 تا 135 درجه سانتی‌گراد، بسته به گرید.
• سختی و استحکام کششی: HDPE سخت‌تر و مقاوم‌تر از LDPE است. اما LDPE انعطاف‌پذیری بیشتری دارد.
• مقاومت در برابر ضربه: پلی اتیلن در برابر ضربه مقاوم است و در دماهای پایین نیز شکننده نمی‌شود.
• شفافیت: LDPE شفاف‌تر است، در حالی که HDPE مات‌تر است.
• مقاومت در برابر آب: پلی اتیلن غیرقابل نفوذ به آب است و مقاومت خوبی در برابر رطوبت دارد.
• پایداری شیمیایی: در برابر اکثر اسیدها، بازها و حلال‌های شیمیایی مقاوم است، اما ممکن است با اکسیدکننده‌های قوی مانند اسید نیتریک واکنش دهد.
• پلیمر مذکور غیر قطبی است و در حلال‌های قطبی مانند آب حل نمی‌شود، اما در حلال‌های غیرقطبی مانند بنزن قابل حل است.
• مقاومت در برابر اکسیداسیون: در دمای معمولی پایدار است، اما در معرض نور خورشید و اکسیژن ممکن است اکسید شود (مگر اینکه تثبیت‌کننده‌ها اضافه شوند).
• قابلیت احتراق: پلی اتیلن قابل اشتعال است و با شعله‌ای آبی می‌سوزد که نوک آن زرد است و بویی شبیه شمع ایجاد می‌کند.
• بی‌اثر بودن زیستی: این پلیمر غیر سمی است و برای بسته‌بندی مواد غذایی مناسب است.

عوامل موثر بر قیمت پلی اتیلن

• قیمت نفت خام و گاز طبیعی: پلی اتیلن از محصولات جانبی نفت و گاز است، بنابراین تغییرات در قیمت این منابع اولیه به طور مستقیم بر هزینه تولید تاثیر می گذارد. وقتی قیمت نفت یا گاز افزایش می یابد، هزینه تولید نیز بالا می رود.
• عرضه و تقاضا: تغییرات در تقاضای بازار برای محصولات ساخته شده از پلی اتیلن مانند بسته بندی ها، لوله ها و الیاف می تواند تاثیر زیادی بر قیمت این ماده داشته باشد. در صورتی که تقاضا برای پلی اتیلن افزایش یابد و عرضه نتواند پاسخگو باشد، قیمت ها افزایش می یابد.
• هزینه های حمل و نقل: هزینه های حمل و نقل مواد خام و محصولات نهایی به دلیل افزایش قیمت سوخت یا تغییرات در مسیرهای حمل و نقل می تواند بر قیمت پلی اتیلن تاثیر بگذارد.
• تکنولوژی و نوآوری در تولید: پیشرفت های تکنولوژیکی در فرایند تولید پلی اتیلن می تواند هزینه های تولید را کاهش دهد و به تبع آن قیمت اتیلن را پایین بیاورد. به علاوه، تغییرات در روش های تولید (مانند استفاده از روش های مدرن تر یا استفاده از مواد اولیه ارزان تر) می تواند تاثیرگذار باشد.
• نوسانات ارزی: تغییرات در نرخ ارز می تواند بر قیمت پلی اتیلن در کشورهای مختلف تاثیر بگذارد. اگر نرخ ارز یک کشور نسبت به دلار افزایش یابد، قیمت پلی اتیلن وارداتی برای آن کشور افزایش خواهد یافت.
• سیاست های تجاری و مقررات: تعرفه های گمرکی، محدودیت های صادرات و واردات و دیگر سیاست های تجاری می توانند تاثیر زیادی بر قیمت پلی اتیلن در بازارهای مختلف داشته باشند.
• وضعیت اقتصادی جهانی: رکود اقتصادی یا رشد اقتصادی در سطح جهانی می تواند بر تقاضا برای محصولات پلی اتیلن و قیمت آن تاثیر بگذارد. در دوران رکود، تقاضا کاهش یافته و قیمت ها ممکن است پایین بیایند.

در ادامه لیست قیمت بروز پلی اتیلن در بازار آزاد بتاریخ 1403/09/11 جهت هر گونه استفاده مقتضی به حضور ایفاد میگردد.