پلی اتیلن

پلی اتیلن

پلی اتیلن یا پلی اتن یکی از ساده‌ترین و ارزانترین پلیمرها است.

پلی اتیلن جامدی مومی و غیر فعال است. این ماده از پلیمریزاسیون اتیلن بدست می‌آید و بطور خلاصه بصورت PE نشان داده می‌شود.
مولکول اتیلن ( C2H4 ) دارای یک بند دو گانه C=C است. در فرایند پلیمریزاسیون باند دو گانه هر یک از مونومرها شکسته شده و بجای آن پیوند ساده‌ای بین اتم‌های کربن مونومرها ایجاد می‌شود و محصول ایجاد شده یک درشت‌مولکول است.

تاریخچه تولید پلی اتیلن
پلی اتیلن اولین بار بطور اتفاقی توسط شیمیدان آلمانی “Hans Von Pechmanv” سنتز شد. او در سال 1898 هنگام حرارت دادن دی آزومتان ، ترکیب مومی شکل سفیدی را سنتز کرد که بعدها پلی اتیلن نام گرفت.
اولین روش سنتز صنعتی پلی اتیلن بطور تصادفی توسط “ازیک ناوست” و “رینولرگیسون” ( از شیمیدان‌های ICI ) در 1933 کشف شد. این دو دانشمند با حرارت دادن مخلوط اتیلن و بنزالدئید در فشار بالا ، ماده‌ای موم‌مانند بدست آوردند. علت این واکنش وجود ناخالصی‌های اکسیژن‌دار در دستگاه‌های مورد استفاده بود که بعنوان ماده آغازگر پلیمریزاسیون عمل کرده بود. در سال 1935 “مایکل پرین” یکی دیگر از دانشمندهای ICI این روش را توسعه داد و تحت فشار بالا پلی‌اتیلن را سنتز کرد که این روش اساسی برای تولید صنعتی LDPE در سال 1939 شد.

استفاده از انواع کاتالیزورها در سنتز پلی‌اتیلن
اتفاق مهم در سنتز پلی اتیلن، کشف چندین کاتالیزور جدید بود که پلیمریزاسیون اتیلن را در دما و فشار ملایم‌تری نسبت به روش‌های دیگر امکان‌پذیر می‌کرد.
اولین کاتالیزور کشف شده در این زمینه تری اکسید کروم بود که در 1951 ، “روبرت بانکس” و “جان هوسن” در شرکت فیلیپس تپرولیوم آنرا کشف کردند. در 1953، “کارل زیگلر” شیمیدان آلمانی سیستم‌های کاتالیزور شامل هالیدهای تیتان و ترکیبات آلی آلومینیوم‌دار را توسعه داد. این کاتالیزورها در شرایط ملایم‌تری نسبت به کاتالیزورهای فیلیپس قابل استفاده بودند و همچنین پلی اتیلن یک آرایش (با ساختار منظم) تولید می‌کردند. سومین نوع سیستم کاتالیزوری استفاده از ترکیبات متالوسن بود که در سال 1976 در آلمان توسط “والتر کامینیکی” و “هانس ژوژسین” تولید شد.
کاتالیزورهای زیگلر و متالوسن از لحاظ کارکرد بسیار انعطاف‌پذیر هستند و در فرایند کوپلیمریزاسیون اتیلن با سایر اولفین‌ها که اساس تولید پلیمرهای مهمی مثل VLDPE و LLDPE و MDPE هستند، مورد استفاده قرار می‌گیرند.
اخیرا کاتالیزوری از خانواده متالوین‌ها با قابلیت استفاده بالا برای پلیمریزاسیون پلی اتیلن به نام زیرکونوسن دی کلرید ساخته شده است که امکان تولید پلیمر با ساختار بلوری (تک آرایش) بالا را می‌دهد. همچنین نوع دیگری از کاتالیزورها به نام کمپلکس ایمینوفتالات با فلزات گروه ششم مورد توجه قرار گرفته است که کارکرد بالاتری نسبت به متالوسن‌ها نشان می‌دهند.

تاریخچه پلی اتیلن
كلمه پليمر از كلمه يونانى( پلى ) به معناى چند و ( مر ) به معناى واحد و يا قسمت بوجود آمده است . پليمرها را اشتباها رزين ، الاستومر و پلاستيك نيز مى‌نامند.
در حالى كه پلاستيك تنها يك صفت است كه براى مواردى به كار مى رود كه قابليت تغيير شكل بر اثر فشار را دارا هستند و اغلب اشتباها به عنوان يك كلمه اصلى براى صنايع پلاستيك و توليدات آن به كار مى رود.
اولين بار كلمه پليمر توسط شيمى دانى به نام رنالت در سال 1835، به كار رفت و اولين كاربرد تجارى مواد پليمرى در سال 1834 با كشف كائوچو آغاز شد.
لكن اولين پلاستيك مصنوعى با نام نيترات سلولز در سال 1862 كشف و در سال 1868 وارد بازار شد.
نايلون در سال 1938، پلى اتيلن در سال 1942، پلى پروپيلن در سال 1957،پلى بوتيلن درسال 1974و پليمرهاى كريستال مايع براى ساخت اجزاى الكترونيكى در سال 1985رايج گرديدند.
پليمرها به سه نوع پليمرهاى طبيعى ، طبيعى اصلاح شده و مصنوعى تقسيم مى شوند.
اولين پلاستيكهاى صنعتى مدرن حدود 100سال پيش رواج يافتند ولى در دهه هاى اخير رشد فزاينده و گوناگونى در صنايع به وقوع پيوست .
حدود 60پليمر بسيار مهم تاكنون به بازار عرضه شده كه مشتقات آنها به بيش از 2000مورد مى رسد و كماكان در حال افزايش است. پلى اولفينها پليمرهاى گرما نرم با خواص تقريبا مشابه و فرمولاسيون نزديك به هم هستند كه انواع معروف آنها پلى اتيلن ها، پلي پروپيلن ها و پلى بوتيلن ها مى باشند كه در صنايع لوله ،كاربرد فراوانترى دارند.

بررسی انواع مختلف پلی اتیلن ها و مزایای هر یک نسبت به دیگری
با يك نگاه به جدول زير متوجه میشويد از نظر انبساط، مقاومت در برابر حلالها، مقاومت كششى، مقاومت فشردگى، و مقاومت حرارتى و نفوذ پذيرى گازى پلى‌پروپيلنها امتياز بيشترى نسبت به پلى اتيلنها داشته و به علت مقاومت حرارتى و مقاومت كششى پلى پروپيلنها از پلى بوتيلنها بهتر هستند. اين موارد از جمله مهمترين مواردى هستند كه در صنعت لوله كشى آب سرد گرم مورد نظر مى باشند و باعث امتياز پلى پروپيلن ها مى شوند. البته در اين ميان لوله هاى با تركيب پليمر و آلمينيوم نيز توليد شدند كه به دليل گرانى و اتلاف حرارتى و … به علت وجود فلز در آنها زياد مورد استقبال قرار نگرفت.