پلاستیک پلی اتیلن سنگین HDPE یکی دیگر از پلیمر های ترموپلاست از دسته بندی پلی اتیلن ها میباشد. این پلاستیک دارای وزن و چگالی بالا نسبت به پلاستیک LDPE است. HDPE مقاومت مناسبی در مقابل ضربه دارد. همچنین همچون دیگر پلاستیکهای PE دارای مقاومت کششی مناسبی میباشد. این ماده فرآوانی بسیاری دارد و تولید آن نسبت به مواد مشابه ارزان تر است. به همین دلیل در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار میگرد. در این مطلب توضیحاتی در خصوص معرفی و برسی پلاستیک پلی اتیلن داده میشود.

معرفی پلی اتیلن سنگین HDPE :

به طور کلی پلی اتیلن سنگین یا همان HDPE از مونومر های اتیلن ساخته میشود. اما در انواع پلاستیک های PE میزان چگالی تفاوت بسیاری دارد. اتیلن ماده بسیار خاصی بوده که با تغییر چگالی خواص بسیار متنوعی پیدا میکند. از طرفی هم HDPE دارای دانسیته بین 0.941 تا 0.965 که در دسته مواد ترموپلاستیک طبقه بندی می شود. این مواد در هنگام قرارگیری در مقابل حرارت انعطاف پذیری بالایی پیدا میکنند.

ساختار HDPE :

اتصالات در ساختار پلی اتیلن سنگین نسبت به موارد دیگر تشابه دارد. برای تولید این ماده گاز متان ابتدا به اتیلن تبدیل شده و سپس با اعمال دما و فشار به PE تبدیل می شود. زنجیره پلیمری این ماده می تواند شامل 500000 تا 1000000 واحد کربنی طول داشته باشد. شاخه ها در زنجیره های پلی اتیلنی بر روی دانسیته ماده و سایر اجزا اثر گذارند. دو نوع شاخه دار شدن برای PE وجود دارد که شامل شاخه ای شدن زنجیر کوتاه (SCB) و شاخه ای شدن زنجیر بلند (LCB) هستند. همانگونه که در شکل زیر نیز پیداست ، HEDP عموما خطی و دارای درصد کم از SCB است. LLDPE دارای درصد بالاتری از SCB در مقایسه با HDPE است و می تواند شامل تعداد کمی شاخه بلند نیز باشد.

خواص پلاستیک پلی اتیلن سنگین :

همان طور که گفته شد ، با تغییر دانسیته پلی اتیلن ها خواص کاملا متفاوتی پیدا میکنند. لذا در پلاستیک های HDPE جرم مولکولی (MW)، توزیع وزن مولکولی (MWD) دانسیته ، درصد کریستالی بودن و طول و تعداد شاخه ها بسیاری از خواص مکانیکی و شیمیایی محصول نهایی را تعیین می کنند. در این میان جرم و توزیع وزن مولکولی فاکتورهای اصلی هستند که بر روی خواص پردازش پذیری و مکانیکی پلی اتیلن اثر می گذارند. مواد دارای توزیع وزن مولکولی وسیع ، به دلیل وجود شاخه های کوتاه تر (که نقش روان کننده را ایفا می کنند) دارای پردازش ساده تری هستند. در لوله ها ، استفاده از پلی اتیلن سنگین به دلیل دارا بودن استحکام بیشتر در مقایسه با سایر گریدها اولویت دارد که در ادامه به معرفی آن خواهیم پرداخت.

نحوه تولید HDPE :

جهت تولید پلاستیک های پلی اتیلن سنگین از طریق پلیمریزاسیون مونومر های اتیلن ساخته میشود. با این تفاوت که در فرآیند تولید این کاده چگالی اتصالات بین درشت مولوکول های پلی اتیلن را بیشتر میکنند. به عبارت دیگر  همانگونه که گفته شد این ماده از پلیمریزاسیون اتیلن تولید می شود ، برای تولید اتیلن روش های مختلفی مانند استفاده از گاز طبیعی و یا نفتا وجود دارد. پس از آن اتیلن بسته به دانسیته و نوع پلیمری که مد نظر باشد ، در شرایط دمایی و فشاری مشخص تحت پلیمریزاسیون قرار می گیرد. تولید پلاستیک پلی اتیلن سنگین به دو روش کلی صورت میگیرد. این دو روش عبارتند از پلیمریزاسیون فشار بالا و پلیمریزاسیون فشار پایین میباشد.

مزیت پلاستیک پلی اتیلن سنگین :

بزرگترین مزیت پلاستیک های پلی اتیلن سنگین ویا همان HDPE قیمت در مقابل مقاومت فشاری و کششی بالای آن میباشد. به طور کلی دیگر مزایای این پلاستیک عبارت اند از قیمت پایین ، مقاوم در برابر ضربه ، ضد رطوبت ، مقاومت مناسب در برابر واکنش های شیمیایی در مقابل مواد واکنش پذیر ، قابل استفاده در کاربرد های غذایی و تولید ساده و سریع با تمام روش های ترموپلاستیک است.

کاربرد های HDPE :

به دلیل وزن نسبتاَ پایین در مقابل مقاومت فشاری مناسب در مقابل ضربه استفاده از پلی اتیلن های HDPE برای بطری های پلاستیکی کاربرد بسیاری دارد. به دلیل مقامت بسیار در مقابل اشعه فرابنفش در پلاستیک های پلی اتیلن سنگین این ماده را برای استفاده در لوله های عبور آب در محیط های بیرون تبدیل میکند. همچنین این ماده به دلیل عدم انتشار مواد سمی در ساخت انواع اسباب بازی ها استفاده میشود. از طرفی هم HDPE به دلیل این ویژگی خود برای بسته بندی های غذایی نیز استفاده میشود.