در دنیای شیمی و پلیمر به هر فرآیندی که در آن واکنش پلیمری شدن رخ دهد پلیمریزاسیون می گویند. این اتفاق برای تولید پلی تیلن نیز رخ می دهد در طی این فرآیند مولکول های مونومر یا ترکیبی از این مولکول ها در کنار هم قرار می گیرند و تشکیل ساختار پلیمری می دهند. در این مطلب از مجله پکیلون قصد داریم پیرامون پلیمریزاسیون پلی اتیلن به گفتگو بپردازیم بنابراین اگر مشتاقید بدانید که این فرآیند جذاب چگونه انجام می شود با ما همراه باشید.

فرایند پلیمریزاسیون پلی اتیلن چگونه انجام می شود؟

این فرآیند یک واکنش شیمیایی می باشد که مولکول های کوچک دست به دست هم می دهند تا ساختاری زنجیره ای و سه بعدی ای ایجاد کنند. آنچه که در نهایت حاصل می شود ساختاری ست که جرم مولکولی آن چند برابر مونومرهای اولیه می باشد.

پلی اتیلن چگونه تولید می شود؟

پلی اتیلن یک پلیمر است که از پلیمریزاسیون گاز بی رنگ اتیلن به دست می آید. در طی این فرآیند گاز اتن را در مای فشار بالا و دمای منطقی گرم می کنند تا در نهایت ماده جامد سفید رنگی حاصل شود. این ماده سفید رنگ همان پلی اتیلن است که بعد از خنک شدن اقدام به تولید میلگرد، ورق، لوله و بوشن از آن می کنند. جرم مولی پلی اتیلن در طی این فرآیند بسیار افزایش پیدا خواهد کرد. بعد از فرایند پلیمریزاسیون، گرانول‌های آماده به سمت فرایند تولید به روش قالبی ویا اکسترود می روند. راستی میتوانید از خرید میلگرد پلی اتیلن به روش قالبی ویا اکسترودی از سایت پکیلون اقدام کنید.

پلی اتیلن در دسته پلیمرهای ترموپلاستیک واقع شده است و دارای یک نوع خطی می باشد. نوع خطی پلیمر زمانی حاصل می شود که هیچ شاخه ای در ساختار آن وجود نداشته باشد و ساختار پلیمر نهایی اصطلاحا خطی باشد. در غیر این صورت پلی اتیلن شاخته ای حاصل می شود.

در طی پلیمریزاسیون اتیلن چه اتفاقی می افتد؟

پلی اتیلن همانطور که بارها گفته شده از پلیمریزاسیون رادیکال مونومر های اتیلن یا همان الفین ساخته می شود. پلی اتیلن دارای فرمول شیمیایی C2H4 می باشد و در تولید آن از کاتالیست هایی چون زیگلر ناتا و متالوسین استفاده می شود. پلی اتیلن در واقع عضوی از خانواده پلیمرهای پلی الفین می باشد و دسته بندی آن بر حسب تراکم شاخه صورت می پذیرد. هر کدام از انواع مختلف پلی اتیلن در گرید های مختلف دارای تعداد اتم های کربن متفاوتی هستند. به عنوان مثال پلی اتیلن سبک دارای ۴۰۰۰ تا ۴۰۰۰۰ اتم کربن می باشد.

 در فرآیند پلیمریزاسیون اتیلن از مسیرهای اتوکلاو یا لوله همزن استفاده می شود. از راکتورهای لوله ای نیز در این فرآیند استفاده می شود. در واقع استفاده از راکتورهای لوله ای به دلیل سرعت بالایی که دارند نسبت به مسیر اتوکلاو دارای برتری می باشد.

فرآیند پلیمریزاسیون به طور کلی به دو روش انجام می شود. یکی از روی ها در فشار بالا انجام می شود و روش دیگری در فشار پایین. پلیمریزاسیون در فشار بالا منجر به تولید پلی اتیلن سبک یا همان LDPE می شود. این فشار چیزی در حدود ۱۰۰۰ تا ۳۰۰۰ بار است و بازه دمایی مورد نیاز برای انجام آن باید در حدود ۸۰ تا ۳۰۰ درجه سانتیگراد باشد. اما انجام پلیمریزاسیون در فشار پایین می تواند دو نوع محصول ایجاد کند. یکی از این محصولات پلی اتیلن سنگین یا HDPE است و محصول دیگری LLDPE می باشد که به آن پلی اتیلن خطی سبک می گویند.

انواع پلیمریزاسیون اتیلن

پلیمریزاسیون می تواند به دو صورت زنجیری یا مرحله ای صورت پذیرد. در پلیمریزاسیون مرحله ای درجه پلیمری شدن کم تا متوسط می باشد در حالی که در پلیمریزاسیون زنجیری این درجه بالا است. در پلیمریزاسیون مرحله ای واکنش نیازی به آغازگر ندارد در حالی که در پلیمریزاسیون زنجیری مکانیزم آغاز واکنش متفاوت است. در پلیمریزاسیون مرحله ای سرعت مصرف شدن مونومر بسیار بالاست و وزن مولکولی به آهستگی زیاد می شود در حالی که در پلیمریزاسیون زنجیری مصرف مونومر با سرعت پایینی انجام می شود و وزن مولکولی به سرعت بالا می رود.

در پلیمریزاسیون زنجیری چیزی به عنوان مرحله پایانی وجود ندارد چرا که گروه های پایانی همچنان می توانند واکنش دهند. از طرفی در پلیمریزاسیون مرحله ای سرعت پلیمریزاسیون در صورت مصرف گروه های عاملی به طور یکنواخت کم می شود در حالی که در پلیمریزاسیون زنجیری سرعت پلیمریزاسیون همراه با فرآوری واحدهای آغازین زیاد می شود و در ادامه ثابت می ماند تا زمانی که مونورها به پایان برسند.

لیست محصولات و قیمت ورق پلی اتیلن PE را در پکیلون مشاهده نمایید.

نتیجه گیری

پلی اتیلن در اثر پلیمریزاسیون گاز اتیلن تولید می شود و می تواند دو نوع سبک و سنگین داشته باشد. نوع سبک آن شفاف است و چگالی کمی دارد و نوع سنگین آن دارای دانسیته بالایی بوده و کدر است. از پلی اتیلن سبک برای تولید ظروف پلاستیکی سبک، کیسه های پلاستیکی، اسباب بازی، بطری های سرم در پزشکی و یا برای پوشش در صنعت بسته بندی استفاده می شود. پلی اتیلن سنگین اما برای تولید بطری های کدر شیر، دبه های سرسخت آب، تانکرها، مخارن آب و یا حتی محلول های شیمیایی و اسید استفاده می شود چرا که در برابر محلول های شیمیایی واکنش ناپذیر است.