همان طور كه در بخش اول بيان شد، پلي اتيلن ها بر اساس چگالي به سه گريد اصلي سنگين (HD)، سبك خطي (LLD) و سبك (LD) تقسيم مي شوند. از ويژگي هاي اين پليمر اين است كه سمي نبوده و معمولا در صنايع غذايي به كار مي رود. در جدول 1، كاربرد و استفادۀ نهايي انواع گريدهاي پلي اتيلن مشاهده مي شود:

 

 

يكي از مهم ترين كاربرد هاي انواع گريدهاي پلي اتيلن، ساخت انواع مستربچ افزودني، رنگي و پركننده است. بايد توجه داشت با توجه به گريد هاي مختلف پلي اتيلن، كاربري آن ها در ساخت قطعات پلاستيكي متفاوت است. در شكل 1، نمونه اي از كاربرد هريك از گريدهاي پلي اتيلن نشان داده شده است:

 

 

انواع روش هاي شكل دهي پلي اتيلن ها بر اساس كاربرد نهايي

تنوع خواص فيزيكي و مكانيكي و در نتيجه گريدهاي مختلف پلي اتيلن باعث شده كه اين پليمرها در محدودۀ وسيعي از كاربردها مورد استفاده قرار گيرند. مهم ترين تقسيم بندي پلي اتيلن ها بر اساس چگالي آن ها است. از طرف ديگر، پارامتر اساسي براي انتخاب گريد مناسب پليمرها، شاخص جريان مذاب است. نموداري كه در شكل 2 مشاهده مي شود، ديد اوليۀ مناسبي براي انتخاب گريد مناسب پلي اتيلن به ما مي دهد:

 

 

بايد توجه داشت كه با توجه به كاربرد نهايي و گريد پلي اتيلن مصرفي، روش شكل دهي آن نيز متفاوت است. همان طور كه در شكل 3 مشاهده مي شود، LLDPE و LDPE عمدتا براي ساخت فيلم بسته بندي و عايق حرارتي استفاده مي شوند.

 

HDPE نيز از طريق قالب گيري دمشي براي ساخت ظروف نگهداري مواد شيميايي مانند مايع شوينده و ظروف استوانه شكل براي بسته بندي صنعتي به كار مي رود. اين گريد پلي اتيلن به صورت لوله نيز شكل دهي مي شود.

 

 

در اكثر روش هاي فرآوري، گرانول هاي پلي اتيلن را از طريق قيف درون سيلندري مي ريزند تا در آن گرم شوند. درون اين سيلندر يك پيچ دوار، تودۀ مذاب را با فشار از خروجي انتهاي آن، به بيرون مي راند كه در آن جا قبل از سرد شدن و جامد شدن پلي اتيلن مي توان آن را به محصولات مختلف تبديل كرد. اين سيلندر داراي پيچ كه براي ذوب مواد به كار مي رود، اكسترودر ناميده مي شود.

 

اين روش، در ساخت صندلي هاي باغ، رويۀ پيچ، دستگيرۀ در يا بطري هاي فشاري و ... در شكل و اندازه هاي مختلف ممكن است. همان طور كه در شكل 4 مشاهده مي شود، در حين فشار دادن، مواد مي توانند صاف شده و تبديل به صفحه شوند يا كشيده شده و به صورت فويل شكل دهي شوند.

 

به طور كلي، روش هاي شكل دهي عبارتند از قالب گيري (به دو روش تزريقي و دمشي)، فويل (به دو روش دمشي و سطحي)، ورقه و و فوم. لازم به ذكر است كه مي توان از خروجي اكسترودر نيز به طور مستقيم براي ساخت قطعات ساده بهره برد.

 

1. قالب گيري: شكل دهي به روش قالب گيري از طريق تزريق، دمش و چرخش امكان پذير است. با تزريق مذاب به قالب مي توان محصولات بزرگ و كوچك مانند درپوش، پوشش، دستگيره، وسايل باغ، سبد و ظروف سبزي، ميوه و ضايعات باغ را توليد كرد. قالب گيري دمشي نيز طي چهار مرحلۀ اكستروژن، بسته شدن قالب، دمش و خروج محصول نهايي انجام مي گيرد.

اين روش براي ساخت بطري ها به كار مي رود. در شكل 5، كليۀ مراحل قالب گيري دمشي و محصولات نهايي آن مشاهده مي شود. روش قالب گيري چرخشي نيز روش خوبي براي ساخت اشياي بزرگ توخالي مانند ظروف بزرگ يا اتاقك هاي كوچك است. در اين روش پودر پلي اتيلن درون قالب داغ ريخته مي شود و با چرخش شديد آن، شكل دهي و ساخت محصول نهايي انجام مي گردد.

2. ساخت فويل: فويل هاي پلي اتيلن نيز به دو روش دمشي و صفحه اي ساخته مي شوند. در روش دمشي، همان طور كه در شكل 6 مشاهده مي شود، در جهت ورود مواد مذاب، هواي فشرده دميده مي شود. پس از خنك شدن ميل ها، فويل دو لايه روي هم قرار گرفته و رول مي شوند. اين روش براي ساخت كيسه هاي زباله و حمل و نقل بسيار مناسب هستند.

 

در روش سطحي ساخت فويل، مواد مذاب از طريق عبور از خروجي بسيار باريكي فشرده مي شوند و با عبور از روي كلندرهاي متوالي به شكل تك لايه شكل دهي مي شوند. اين لايۀ بسيار نازك، رول شده و سريعا سرد مي گردد. اين نوع فويل ها برعكس فويل هاي دمشي، تنها در يك جهت امكان كشيدگي دارند.

 

فويل سطحي اغلب براي چسباندن روي لايه هاي مواد ديگر به كار مي رود. اين شكل دهي در طي مراحل اكستروژن، كلندرينگ  و شكل دهي حرارتي انجام مي گردد. در شكل 7، مراحل شكل دهي اين روش و محصولات نهايي آن مشاهده مي شود:

 

3. ساخت ورقه: شكل دهي براي ساخت ورقه، كاملا مشابه روش سطحي ساخت فويل است، با اين تفاوت كه در اين جا ضخامت نمونه بيشتر است. ورقه هاي پلي اتيلن اغلب در ساخت اشكال برجسته به كار مي روند.

 

4. ساخت فوم با كاربرد عايق: پلي اتيلن ماده اي است كه به عنوان عايق حرارتي يا الكتريكي بسيار شناخته شده است. فوم، با افزودن مادۀ فوم يا گاز به پلي اتيلن مذاب ايجاد مي شود. اين مواد به دليل ساختار سلولي، براي كاربرد عايق حرارتي بسيار مناسب هستند. همۀ گريدهاي پلي اتيلن را مي توان به حالت فوم فرآوري كرد كه در شكل 8، انواع آن مشاهده مي شود:

 

 

افزودني ها

پلي اتيلن گاهي مي تواند به همان شكل طبيعي فرآوري شود اما در بيشتر مواقع، مادۀ ديگري نياز است تا آن را متناسب با كاربرد خاصي اصلاح كند. مواد افزودني در بهبود استحكام سايشي، مقاومت در برابر UV، جلوگيري از اشتعال پذيري، رنگ آميزي آن ها و ليزكنندگي فيلم ها كاربرد دارند.

 

پلي اتيلن: پليمر ارزشمند امروز و فردا

پلي اتيلن جزء ضروري زندگي امروز است و در بازار جهاني امروز، موقعيتي پايدار دارد. اين ماده نوآوري زيادي در زمينۀ مواد عايق بندي و بسته بندي دارد. اين پليمر بهترين گزينه براي نگهداري و حمل و نقل مواد غذائي است و كاربرد گسترده اي در پوشش ها، عايق كابل ها و بسته بندي دارد. به دليل خواص ويژۀ پلي اتيلن، نمي توان گزينۀ بهتر با قيمت مناسب تر از آن يافت. اين پليمر سخت ترين آزمون هاي دوام، ايمني، بهداشت و سازگاري با محيط زيست را گذرانده است.

 

بدون شك نياز به اين محصولات روز به روز افزايش خواهد يافت و همان طور كه در شكل 9 مشاهده مي شود، همه چيز گواه آن است كه در آينده مي توان انتظاري بيش از پيش از اين پليمر ارزشمند داشت. اما لازم به ذكر است كه پلي اتيلن در همۀ موارد بهترين گزينه نيست و براي كاربري لولا، پلي اتيلن دومين انتخاب است و بهترين انتخاب پلي پروپيلن است.

 

منبع: آريا پليمر