خواص و ویژگی انواع پلی اتیلن

پلی اتیلن نوعی پلیمر ترموپلاستیک است که به طور گسترده در کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. این یک ماده همه کاره است که به دلیل استحکام، دوام و مقاومت شیمیایی شناخته شده است. ویژگی انواع پلی اتیلن از پلیمریزاسیون مولکول های اتیلن ساخته می شود و در نتیجه زنجیره طولانی واحدهای اتیلن تکرار می شود.

ویژگی انواع پلی اتیلن چیست؟

این ماده را می‌توان بر اساس عوامل مختلفی از جمله وزن مولکولی، چگالی، درجه انشعاب و روش فرآوری به گریدهای مختلفی طبقه بندی کرد. در اینجا برخی از طبقه بندی‌های رایج گریدهای پلی اتیلن آورده شده است:

پلی اتیلن کم چگالی (LDPE)

LDPE دارای وزن مولکولی کم و درجه انشعاب بالایی است که به آن انعطاف‌پذیری بالا و استحکام کششی پایینی می‌دهد. در کاربردهای مختلفی مانند فیلم، پوشش و بسته بندی استفاده می‌شود.

پلی اتیلن خطی با چگالی کم (LLDPE)

LLDPE ساختاری خطی با شاخه‌های کوتاه دارد که به آن استحکام کششی بالاتر و چقرمگی بهتری نسبت به LDPE می‌دهد. معمولا در کیسه‌های پلاستیکی، فیلم کششی و لوله‌های انعطاف پذیر استفاده می‌شود.

پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE)

HDPE وزن مولکولی بالایی دارد و نسبت به LDPE و LLDPE سفت‌تر است. این در طیف گسترده ای از کاربردها مانند پارچ شیر، اسباب بازی و لوله استفاده می‌شود.

پلی اتیلن با وزن مولکولی فوق العاده بالا (UHMWPE)

UHMWPE وزن مولکولی بسیار بالایی دارد و به دلیل استحکام، چقرمگی و مقاومت شیمیایی استثنایی خود شناخته شده است. در کاربردهایی مانند ایمپلنت‌های پزشکی، زره‌ها و طناب‌های با کارایی بالا استفاده می‌شود.

پلی اتیلن متقاطع (PEX)

PEX نوعی از HDPE است که به صورت کراس لینک شده است که استحکام و مقاومت آن را در برابر حرارت و مواد شیمیایی بهبود می‌بخشد. معمولاً در لوله کشی و سیستم‌های گرمایش از کف تابشی استفاده می‌شود.

پلی اتیلن با چگالی متوسط (MDPE)

MDPE دارای چگالی بین LDPE و HDPE است، با استحکام و چقرمگی بهبود یافته در مقایسه با LDPE. معمولا در لوله‌های گاز، پوشش کابل و بسته بندی استفاده می‌شود.

پلی اتیلن با چگالی بسیار کم (VLDPE)

VLDPE نوع جدیدتری از پلی اتیلن است که در مقایسه با LLDPE حتی چگالی کمتر و انعطاف‌پذیری بهتری دارد. معمولاً در بسته بندی‌های انعطاف پذیر، فیلم‌های لمینیت و آسترهای صنعتی استفاده می‌شود.

این طبقه بندی‌ها می‌تواند به سازندگان کمک کند تا بر اساس خواص فیزیکی و مکانیکی مورد نظر، مناسب‌ترین گرید پلی اتیلن را برای کاربردهای خاص خود انتخاب کنند.

ویژگی انواع پلی اتیلن و گریدهای آن چیست؟

ویژگی انواع پلی اتیلن گریدهای می‌توانند به طرق مختلفی از جمله وزن مولکولی، درجه انشعاب و کریستالی مواد متفاوت باشند. این تفاوت‌ها می‌تواند بر خواص فیزیکی و مکانیکی مواد از جمله انعطاف پذیری، استحکام و مقاومت آن در برابر عوامل محیطی مانند گرما و مواد شیمیایی تأثیر بگذارد. در اینجا برخی از تفاوت‌های اصلی بین گریدهای مختلف پلی اتیلن آورده شده است:

1. وزن مولکولی: پلی اتیلن می‌تواند طیف وسیعی از وزن مولکولی داشته باشد، از خیلی کم برای LDPE تا خیلی زیاد برای UHMWPE. هر چه وزن مولکولی بالاتر باشد، ماده سفت و محکم‌تر خواهد بود.
2. درجه انشعاب: پلی اتیلن می‌تواند سطوح مختلف انشعاب داشته باشد که بر انعطاف‌پذیری و استحکام کششی آن تأثیر می‌گذارد. به عنوان مثال LDPE دارای درجه انشعاب بالایی است که آن را بسیار انعطاف پذیر می‌کند و در عین حال استحکام آن را کاهش می‌دهد.
3. بلورینگی: پلی اتیلن بسته به درجه نظم در ساختار مولکولی آن می‌تواند کریستالی یا آمورف باشد. پلی اتیلن کریستالی سفت‌تر است و نقطه ذوب بالاتری نسبت به پلی اتیلن آمورف دارد.
4. روش پردازش: گریدهای مختلف پلی اتیلن را می‌توان با استفاده از روش‌های مختلف پردازش مانند قالب گیری اکستروژن یا تزریق تولید کرد. این روش‌ها می‌توانند بر خواص مواد مانند چگالی و استحکام آن تأثیر بگذارند.

به طور کلی، انتخاب گرید پلی اتیلن به کاربرد خاص و خواص مورد نظر ماده بستگی دارد. تولید کنندگان می‌توانند بر اساس عواملی مانند استحکام، انعطاف‌پذیری و مقاومت محیطی، درجه ای را انتخاب کنند که به بهترین وجه با الزامات محصول آنها مطابقت داشته باشد.

مشخصات و ویژگی انواع پلی اتیلن

در اینجا جدولی وجود دارد که ویژگی انواع پلی اتیلن را نشان می‌دهد:

توجه: این مشخصات تقریبی است و ممکن است بسته به درجه خاص پلی اتیلن و فرآیند ساخت مورد استفاده متفاوت باشد.

پلی اتیلن UHMWPE چیست؟

UHMWPE مخفف عبارت Ultra-High Molecular Weight Polyethylene است که نوعی پلی اتیلن با وزن مولکولی بسیار بالا و خواص مکانیکی استثنایی است. UHMWPE دارای وزن مولکولی ۳-۶ میلیون گرم در مول است که بسیار بالاتر از سایر ویژگی انواع پلی اتیلن است. این وزن مولکولی بالا به UHMWPE ترکیب منحصر به فردی از استحکام، چقرمگی و مقاومت شیمیایی می‌دهد.

UHMWPE معمولاً در کاربردهایی استفاده می‌شود که به مواد با کارایی بالا نیاز دارند، مانند ایمپلنت‌های پزشکی، زره‌ها و طناب‌های با کارایی بالا. خواص عالی آن آن را برای این کاربردها ایده آل می‌کند، زیرا می‌تواند در شرایط سخت بدون تخریب یا از دست دادن خواص خود مقاومت کند.

برخی از ویژگی‌های کلیدی UHMWPE عبارتند از:

• استحکام و سختی بالا: UHMWPE دارای استحکام کششی و مدول خمشی بالایی است که آن را برای کاربردهای پر استرس مناسب می‌کند.
• چقرمگی بالا: UHMWPE می‌تواند ضربه و شوک را بدون شکستگی تحمل کند و برای کاربردهایی که نیاز به مقاومت در برابر ضربه دارند ایده آل است.
• اصطکاک کم: UHMWPE ضریب اصطکاک پایینی دارد و برای کاربردهایی که نیاز به روغن کاری دارند یا در مواردی که اصطکاک کم مورد نظر است مناسب است.
• مقاومت شیمیایی: UHMWPE در برابر بسیاری از مواد شیمیایی و حلال‌ها مقاوم است و برای استفاده در محیط‌های سخت مناسب است.

به طور کلی، UHMWPE یک ماده همه کاره است که به دلیل خواص استثنایی آن، کاربردهای گسترده ای دارد.

پلی اتیلن MDPE چیست؟

MDPE مخفف پلی اتیلن با چگالی متوسط است که نوعی پلی اتیلن با محدوده چگالی ۰.۹۲۶-۰.۹۴ g/cm3 است. MDPE به دلیل ترکیبی از استحکام، چقرمگی و مقاومت شیمیایی و همچنین سهولت پردازش، یک ماده محبوب است.

MDPE معمولا در کاربردهای مختلفی از جمله لوله‌های گاز و آب، پوشش کابل، بسته بندی و فیلم استفاده می‌شود. خواص آن آن را برای این کاربردها مناسب می‌کند، زیرا می‌تواند در شرایط سخت مقاومت کند و عملکرد عالی ارائه دهد.

برخی از ویژگی‌های کلیدی MDPE عبارتند از:

• استحکام کششی خوب: MDPE استحکام کششی خوبی دارد و می‌تواند قبل از شکستن مقدار متوسطی از تنش را تحمل کند.
• انعطاف پذیری: MDPE انعطاف پذیر است و به راحتی می‌توان آن را شکل داد یا به اشکال مختلف قالب ریزی کرد.
• مقاومت شیمیایی: MDPE در برابر بسیاری از مواد شیمیایی و حلال‌ها مقاوم است و برای استفاده در محیط‌های سخت مناسب است.
• مقاومت در برابر ترک خوردگی استرس محیطی: MDPE در برابر ترک خوردگی استرس محیطی مقاوم است، که می‌تواند زمانی رخ دهد که یک ماده در معرض ترکیبی از تنش و مواد شیمیایی یا سایر عوامل محیطی قرار گیرد.

به طور کلی، MDPE یک ماده همه کاره است که به دلیل ترکیبی از خواص برای طیف گسترده ای از کاربردها مناسب است. سهولت پردازش و مقرون به صرفه بودن آن نیز آن را به ماده ای جذاب برای بسیاری از صنایع تبدیل کرده است.

خواص فیزیکی پلی اتیلن چیست؟

پلی اتیلن به دلیل ترکیب مطلوبی از خواص فیزیکی، یک ماده پلاستیکی پرکاربرد است. برخی از خواص فیزیکی کلیدی پلی اتیلن عبارتند از:

چگالی

پلی اتیلن چگالی نسبتاً کمی نسبت به سایر پلاستیک‌ها دارد که بسته به نوع خاص پلی اتیلن از ۰.۸۸ تا ۰.۹۷ گرم بر سانتی‌متر مکعب متغیر است.

نقطه ذوب

نقطه ذوب پلی اتیلن بسته به نوع آن متفاوت است، با ذوب LDPE بین ۱۰۵-۱۱۵ درجه سانتیگراد، LLDPE بین ۱۲۰-۱۳۰ درجه سانتیگراد، HDPE بین ۱۳۰-۱۳۵ درجه سانتیگراد و UHMWPE بین ۱۳۵-۱۴۵ درجه سانتیگراد. .

استحکام کششی

پلی اتیلن دارای استحکام کششی خوبی است که بسته به نوع خاص از ۷ تا ۵۰ مگاپاسکال متغیر است. UHMWPE بالاترین مقاومت کششی را در بین انواع پلی اتیلن دارد.

خمش

پلی اتیلن خمش خوبی دارد که بسته به نوع خاص آن از ۱۰۰ تا ۳۰۰۰ مگاپاسکال متغیر است. UHMWPE دارای بالاترین خمش در بین انواع پلی اتیلن است.

استحکام ضربه

پلی اتیلن استحکام ضربه خوبی دارد، به این معنی که می‌تواند در برابر ضربه بدون ترک یا شکستگی مقاومت کند.

مقاومت شیمیایی

پلی اتیلن در برابر بسیاری از مواد شیمیایی و حلال‌ها مقاوم است و برای استفاده در محیط‌های خشن مناسب است.

مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش

پلی اتیلن در برابر اشعه ماوراء بنفش مقاوم است و آن را برای کاربردهای بیرونی مناسب می‌کند.

خواص الکتریکی

پلی اتیلن یک عایق عالی است و خواص دی الکتریک خوبی دارد.

به طور کلی، خواص فیزیکی پلی اتیلن آن را به یک ماده همه کاره مناسب برای طیف گسترده ای از کاربردها، از جمله بسته بندی، ساخت و ساز، ایمپلنت‌های پزشکی و اجزای خودرو تبدیل می‌کند. خواص فیزیکی خاص پلی اتیلن بسته به نوع و فرآیند ساخت مورد استفاده متفاوت است.

خواص مکانیکی پلی اتیلن چیست؟

پلی اتیلن به دلیل خواص مکانیکی مطلوب، یک ماده پلاستیکی پرکاربرد است. برخی از خواص مکانیکی کلیدی پلی اتیلن عبارتند از:

استحکام کششی

پلی اتیلن دارای استحکام کششی خوبی است که بسته به نوع خاص از ۷ تا ۵۰ مگاپاسکال متغیر است. این ویژگی توانایی مواد را برای مقاومت در برابر کشش و کشش بدون شکستن اندازه گیری می‌کند.

خمش

پلی اتیلن خمش خوبی دارد که بسته به نوع خاص آن از ۱۰۰ تا ۳۰۰۰ مگاپاسکال متغیر است. این ویژگی توانایی مواد را در مقاومت در برابر خمش و تغییر شکل تحت بار اندازه گیری می‌کند.

استحکام ضربه

پلی اتیلن استحکام ضربه خوبی دارد، به این معنی که می‌تواند در برابر ضربه بدون ترک یا شکستگی مقاومت کند. این ویژگی در کاربردهایی که مواد ممکن است در معرض ضربه یا بارگذاری شوک قرار گیرند، مهم است.

سختی

پلی اتیلن دارای سختی نسبتاً پایینی است که از ۳۰ تا ۸۰ در مقیاس سختی Shore D متغیر است. این ویژگی مقاومت مواد را در برابر فرورفتگی یا خراش اندازه گیری می‌کند.

مقاومت در برابر خزش

پلی اتیلن مقاومت خزشی خوبی دارد، به این معنی که می‌تواند بارگذاری پایدار را بدون تغییر شکل یا کشیدگی قابل توجه در طول زمان تحمل کند.

مقاومت در برابر خستگی

پلی اتیلن مقاومت خوبی در برابر خستگی دارد، به این معنی که می‌تواند بارگیری و تخلیه مکرر را بدون شکست تحمل کند.

به طور کلی، خواص مکانیکی پلی اتیلن آن را به یک ماده همه کاره مناسب برای طیف گسترده ای از کاربردها، از جمله لوله، بسته بندی، و اجزای خودرو تبدیل می‌کند. خواص مکانیکی خاص پلی اتیلن بسته به نوع و فرآیند ساخت مورد استفاده متفاوت است.

خواص شیمیایی پلی اتیلن چیست؟

پلی اتیلن یک ماده شیمیایی مقاوم است که آن را برای استفاده در طیف وسیعی از کاربردها مناسب می‌کند. برخی از خواص شیمیایی کلیدی پلی اتیلن عبارتند از:

مقاومت در برابر اسیدها و بازها

پلی اتیلن در برابر اکثر اسیدها و بازها از جمله اسیدهای قوی مانند اسید سولفوریک و اسید هیدروکلریک و بازهای قوی مانند هیدروکسید سدیم و هیدروکسید پتاسیم مقاوم است.

مقاومت در برابر حلال‌های آلی

پلی اتیلن در برابر بسیاری از حلال‌های آلی از جمله الکل ها، آلدئیدها، استرها و هیدروکربن‌ها مقاوم است.

مقاومت در برابر اکسیداسیون

پلی اتیلن در برابر اکسیداسیون مقاوم است، یعنی به راحتی با اکسیژن واکنش نمی دهد و ترکیبات شیمیایی جدید تشکیل می‌دهد. این خاصیت آن را برای استفاده در کاربردهایی که احتمال قرار گرفتن در معرض اکسیژن در آنها وجود دارد مناسب می‌کند.

نفوذپذیری کم

پلی اتیلن دارای نفوذپذیری پایینی در برابر گازها و مایعات است، بنابراین برای استفاده در کاربردهایی که نگهداری سیالات یا گازها مهم است مناسب است.

پایداری حرارتی

پلی اتیلن از نظر حرارتی پایدار است، به این معنی که در معرض دمای بالا به راحتی تجزیه و تجزیه نمی شود.

به صورت کلی، خواص شیمیایی پلی اتیلن آن را به ماده ای همه کاره تبدیل می‌کند که برای طیف وسیعی از کاربردها در صنایعی مانند بسته بندی، ساخت و ساز و پزشکی مناسب است. خواص شیمیایی خاص پلی اتیلن بسته به نوع و فرآیند ساخت مورد استفاده متفاوت است.

خلاصه‌ای از خواص فیزیکی، مکانیکی و شیمیایی پلی اتیلن:

توجه داشته باشید که خواص خاص پلی اتیلن بسته به نوع و فرآیند ساخت مورد استفاده متفاوت است.

علت تخریب پلی اتیلن چیست؟

پلی اتیلن یک ماده نسبتاً پایدار است و در برابر بسیاری از اشکال تخریب مقاوم است. با این حال، برخی از عوامل می‌توانند باعث تخریب پلی اتیلن شوند، از جمله:

قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش

قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش نور خورشید یا منابع دیگر می‌تواند باعث تجزیه پلی اتیلن در طول زمان شود. این می‌تواند منجر به تغییر رنگ، ترک خوردن و از دست دادن قدرت شود.

قرار گرفتن در معرض دمای بالا

قرار گرفتن در معرض دمای بالا می‌تواند باعث ذوب، تغییر شکل یا شکستن پلی اتیلن در طول زمان شود. نقطه ذوب پلی اتیلن بسته به نوع آن متفاوت است، اما اکثر انواع دارای نقطه ذوب بین ۱۰۵-۱۴۵ درجه سانتیگراد هستند.

قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی

قرار گرفتن در معرض برخی مواد شیمیایی مانند اسیدهای قوی، بازها یا عوامل اکسید کننده می‌تواند باعث شکسته شدن یا خوردگی پلی اتیلن در طول زمان شود.

تنش مکانیکی

تنش مکانیکی مکرر یا پایدار، مانند خمش، کشش یا بارگذاری ضربه ای، می‌تواند باعث تغییر شکل یا شکستن پلی اتیلن در طول زمان شود.

پیری

حتی بدون قرار گرفتن در معرض عوامل خاصی، پلی اتیلن می‌تواند به آرامی در طول زمان به دلیل فرآیندی به نام پیری تجزیه شود. این می‌تواند منجر به تغییراتی در خواص فیزیکی و مکانیکی مواد از جمله از دست دادن استحکام، سفتی و چقرمگی شود.

به طور کلی، در حالی که پلی اتیلن یک ماده نسبتاً پایدار است، هنوز هم در طول زمان مستعد تخریب است. عوامل خاصی که باعث تخریب پلی اتیلن می‌شوند به نوع خاص پلی اتیلن، فرآیند ساخت مورد استفاده و شرایط محیطی که در معرض آن قرار می‌گیرد بستگی دارد.