تاریخچه تولید پلی اتیلن
تاریخچه :
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 فشاربالا ، مادهای موممانندبدست 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 ICIاین روش را توسعه داد و تحت فشار بالا پلیاتیلن را سنتز کرد که این روش اساسی برای تولید صنعتی LDPEدر سال 1939 شد.
استفاده از انواع کاتالیزورها در سنتز پلیاتیلن :
اتفاق مهم در سنتز پلی اتیلن ، کشف چندین کاتالیزورجدید بود که پلیمریزاسیون اتیلن را در دماو 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 VLDPEو LLDPEو MDPEهستند، 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.
انواع پلی اتیلن :
طبقهبندی پلی اتیلنها بر اساس دانسیته آنها صورت میگیرد که در مقدار دانسیته اندازه زنجیر پلیمری و نوع و تعداد شاخههای موجود در زنجیر دخالت دارد.
HDPEپلیاتیلن با دانسیته بالا:
این پلیاتیلن دارای زنجیر پلیمری بدون شاخه است بنابراین نیروی بین مولکولیدر زنجیرها بالا و استحکام کششی آن بیشتر از بقیه پلی اتیلنها است. شرایط واکنشو نوع کاتالیزور مورد استفاده در تولید پلی اتیلن HDPEموثر است. برای تولید پلیاتیلن بدون شاخه معمولا از روش پلیمریزاسیون با کاتالیزور زیگلر- ناتا استفاده میشود.
LDPE پلیاتیلن با دانسیته پایین:
این پلی اتیلن دارای زنجیری شاخهدار است بنابراین زنجیرهای LDPEنمیتوانند بخوبی با یکدیگر پیوند برقرار کنند و دارای نیروی بین مولکولی ضعیف و استحکام کششی کمتری است. این نوع پلی اتیلن معمولا با روش پلیمریزاسیون رادیکالی تولید میشود. از خصوصیات این پلیمر ، انعطافپذیری و امکان تجزیه بوسیله میکروارگانیسمها است.
LLDPEپلی اتیلن خطی با دانسیته پایین:
این پلی اتیلن یک پلیمر خطی با تعدادی شاخههای کوتاه است و معمولا از کوپلیمریزاسیوناتیلن با آلکنهای بلند زنجیر ایجاد میشود.
کاربرد :
پلیاتیلن کاربرد فراوانی در تولید انواع لوازم پلاستیکیمورد استفاده در آشپزخانه و صنایع غذایی دارد. از LDPEدر تولید ظروف پلاستیکی سبک و همچنین کیسههای پلاستیکی استفاده میشود. HDPE ، در تولید ظروف شیرو مایعات و انواع وسایل پلاستیکی آشپزخانه کاربرد دارد. در تولید لولههای پلاستیکی و اتصالات لولهکشی معمولا از MDPEاستفاده میکنند.
LLDPE بدلیل بالا بودن میزان انعطافپذیری در تهیه انواع وسایل پلاستیکی انعطافپذیر مانند لولههایی با قابلیت خم شدن کاربرد دارد. اخیرا پژوهشهای فراوانی در تولید پلی اتیلنهایی با زنجیر بلند و دارای شاخههای کوتاه انجام شده است. این پلی اتیلنها در اصل HDPEبا تعدادی شاخههای جانبی هستند. این پلی اتیلنها ترکیبی ، استحکام HDPEو انعطافپذیری LDPEرا دارند.