استفاده از پلی اتیلن به عنوان ماده ای برای تولید لوله پلی اتیلن برای بار اول در اواسط دهه ۱۹۵۰ صورت گرفت و از انواع گرانول جهت تولید لوله های پلی اتیلن استفاده شد که کاربرد اصلی این لوله‌ها در مصارف صنعتی بود که بعدها در صنعت نفت و گاز نیز به دلیل سبکی و دوام بالای این لوله ها مورد استفاده قرار گرفت.
استفاده از لوله‌های پلی اتیلن در توزیع گاز طبیعی موفقیت آمیز بود زیرا که این لوله‌ها در برابر خوردگی مقاوم هستند و بدون نشتی به منازل می رسند.
لوله های پلی اتیلن و انواع لوله فشار قوی در تاسیسات لوله کشی مانند توزیع آب آشامیدنی، لوله های معدنی و صنعتی، خطوط برق و سایر کاربردهای جدی مورد استفاده قرار می گیرند.
حدوداً تمامی شرکتهای بزرگ در صنعت پتروشیمی به تولید پلی اتیلن مشغول هستند، ماده اولیه اصلی که پلی اتیلن از آن به دست می آید اتیلن است.
تولیدات در فشارهای کم، متوسط و بالا انجام می شود، می توان گفت به عنوان یک قاعده، به صورت گرانولهایی به قطر۲ تا ۵ میلی متر و گاهی به صورت پودر تولید می شود.
تا به امروز در جهان، چهار روش اصلی برای تولید پلی اتیلن شناخته شده است، که انواع گرانولهای تولید پلی اتیلن یا گرانول بازیافتی به شرح زیر می باشد:
پلی اتیلن با چگالی بالا فشار در فشار بالایی که ناشی از پلیمریزاسیون اتیلن فشرده شده که این فشار بالا در اتوکلاو یا راکتور لوله ای صورت می گیرد و پلیمریزاسیون در راکتور توسط یک مکانیسم رادیکال تحت تأثیر اکسیژن، پراکسیدهای آلی، اعم از لوریل، بنزوئیل یا مخلوط آنها انجام می شود.
اتیلن با یک آغازگر مخلوط می شود، سپس تا دمای 700درجه سانتی گراد حرارت داده می شود و توسط کمپرسور تا۲۵ مگاپاسکال فشرده می شود و پس از آن وارد قسمت اول راکتور می شود که در آن تا 1800درجه سانتیگراد گرم می شود و سپس در قسمت دوم راکتور برای پلیمریزاسیون که در دمای۱۹۰ تا۱۳۰ درجه سانتیگراد انجام می شود.
در مجموع، اتیلن بیش از 100 ثانیه در راکتور باقی نمی ماند، درجه تبدیل آن 25 درصد است، که البته بستگی به نوع و مقدار آغازگر دارد و اتیلنی که واکنش نداده است از پلی اتیلن حاصل جدا می شود و پس از آن محصول خنک و بسته بندی می شود و به صورت گرانولهای رنگ نشده و رنگی تولید می شود.
تولید پلی اتیلن با چگالی کم با استفاده از سه فناوری اصلی صورت می گیرد و پلیمریزاسیون در حالت تعلیق، پلیمریزاسیون محلول که این محلول هگزان نام دارد و پلیمریزاسیون فاز گاز.
رایج ترین روش پلیمریزاسیون محلول در نظر گرفته می شود، پلیمریزاسیون در محلولی با دمای۱۶۰ تا ۲۵۰۰ درجه سانتی گراد و تحت فشار۴/۳ تا ۳/۵ مگاپاسکال انجام می شود.
تماس با کاتالیزور حدود۱۰ تا ۱۵ دقیقه صورت می گیرد، جداسازی پلی اتیلن از محلول با حذف حلال ابتدا در اواپراتور صورت گرفته و سپس در جداکننده و در محفظه خلاء گرانولاتور انجام می شود، پلی اتیلن دانه بندی شده با بخار آب بخار می شود، به صورت گرانولهای رنگ نشده و رنگی و گاهی به صورت پودر یا مستربچ رنگی تولید می شود.
پلیمریزاسیون اتیلن در محلول پلی اتیلن با چگالی متوسط تولید می شود، پلی اتیلن فشار متوسط در دمای حدود150درجه سانتیگراد، تحت فشاری بیش از۴مگاپاسکال در حضور کاتالیزور به دست می آید.
PSD از محلول به شکل ورقه رسوب می کند، میانگین وزن مولکولی محصول به دست آمده همانطور که توضیح داده شد بیش از۴۰۰ هزار نیست و درجه کریستالی از۹۰٪ تجاوز نمی کند.
تولید پلی اتیلن با چگالی بالا خطی با کمک اصلاح شیمیایی LDPE این فرآیند در دمای ۱۵۰ درجه سانتیگراد و حدود 3.0-4.0 مگاپاسکال انجام می شود و پلی اتیلن کم چگالی خطی از نظر ساختار شبیه به پلی اتیلن با چگالی بالا است، اما در شاخه های جانبی طولانی تر و متعددتر متفاوت است، پلی اتیلن خطی به دو روش تولید می شود:
پلیمریزاسیون فاز گاز و پلیمریزاسیون فاز مایع که در حال حاضر محبوب ترین روش پلیمریزاسیون فاز مایع است که این کار در راکتور بستر سیال انجام می شود، اتیلن به طور مداوم به راکتور تزریق می شود و پلیمر در حالی که سطح بستر سیال ثابت در راکتور حفظ می شود، خارج می شود که این فرآیند در دمای حدود۱۰۰ درجه سانتیگراد، فشار از۶۸۹/۰ تا۰۶۸/۲مگاپاسکال انجام می شود.
راندمان روش پلیمریزاسیون فاز مایع کمتر از پلیمریزاسیون فاز گاز است، اما مزایایی نیز دارد، یعنی اندازه کارخانه بسیار کوچکتر از تجهیزات پلیمریزاسیون فاز گاز است و در مسئله سرمایه گذاری نیز به سرمایه ی کمتری نیاز دارد.
این روش عملاً در یک راکتور با همزن در مقابل استفاده از کاتالیزور Ziegler یکسان است و این روش حداکثر بازده محصول را می دهد، چندی پیش، برای تولید پلی اتیلن خطی، از فناوری استفاده شده است که در نتیجه از کاتالیزورهای متالوسن استفاده می شود و این فناوری امکان دستیابی به وزن مولکولی بالاتر پلیمر را فراهم می کند که باعث افزایش استحکام محصول می شود.
LDPE، HDPE، PSD و LDPE به ترتیب از نظر ساختار و خواص با یکدیگر تفاوت دارند و برای حل مسائل مختلف استفاده می شوند، علاوه بر روشهای فوق پلیمریزاسیون اتیلن، روشهای دیگری نیز وجود دارد.
تا به امروز این پلیمر در دو گرید اصلی LDPE و HDPE تولید می شود، انواع دیگری از پلی اتیلن نیز وجود دارد که هر کدام خواص و وسعت خاص خود را دارند.
در طی فرآیند تولید، رنگهای مختلفی به پلیمر گرانول پلی اتیلن اضافه می شود که امکان به دست آوردن پلی اتیلن سیاه، قرمز یا هر رنگ دیگری را فراهم می کند، پلی اتیلن فشار قوی در راکتورهای اتوکلاو لوله ای تولید می شود، بیست و یک نوع پلی اتیلن فشار قوی از راکتور لوله ای تولید می شود.
برای سنتز HDPE، شرایط زیر باید رعایت شود:
- رژیم دما – از۲۰0 تا 250درجه سانتیگراد
- کاتالیزور – اکسیژن خالص، پراکسید (آلی)
توده پلیمریزه شده در مرحله اول حالت مایع دارد و پس از آن به جدا کننده و سپس به گرانولاتور حرکت می کند که در آنجا گرانولهای مواد نهایی تشکیل می شود، از خواص LDPE برای تولید فیلمهای بسته بندی، فیلمهای حرارتی، بسته بندی چند لایه استفاده می شود.
علاوه بر این، پلی اتیلن فشار قوی در صنایع خودروسازی، شیمیایی، غذایی استفاده می شود و نیز لوله های بادوام با کیفیت بالا که در بخش مسکونی استفاده می شود از آن ساخته می شود.
پلی اتیلن بازیافتی
در نتیجه حذف پلاستیک حذف شده و تولید رزین بازیافتی پلی اتیلن بازیافتی به دست می آید، سپس می توان آن را با پلی اتیلن تصفیه نشده مخلوط کرد، اکسترود کرد و فیلم را به دست آورد و به تولید کیسه و لوله تبدیل کرد.
پلی اتیلن بازیافتی به اندازه پلی اتیلن تصفیه نشده شفاف نیست، پلی اتیلن کاربرد گسترده ای دارد، ظروف پلاستیکی، ظروف آشپزخانه، جعبه پلاستیکی، لوله پلاستیکی، لوله، روکش اسباب بازی، لایه های عایق کابل، پلی اتیلن که اغلب در تولید فیلم بسته بندی استفاده می شود، می تواند به اندازه کارایی و هزینه کم آن ترجیح داده شود.
علاوه بر این، در ساخت کیسه های سوپر مارکت، کیسه‌ها و گونیهای نایلونی، ساخت بطریهای پلاستیکی کاربرد وسیعی دارد و گرانول پلی اتیلن، یکی از مواد پرمصرف برای تولید انواع محصولات پلاستیکی در صنعت است، شکل گرانولی این محصول سبب شده است تا قابلیت ذخیره سازی مناسبی داشته باشد و علاوه بر این، حمل و نقل آن آسان است و کاربرد پذیری خوبی نیز دارد.
در این صفحه اطلاعات مربوط به گرانول پلی اتیلن و انواع آن را مطالعه کردید، شما می توانید برای مشاوره و هر گونه سوال در مورد محصول با سرکار خانم مهندس اسماعیلی در تماس باشید و برای سفارش خود اقدام نمایید تا در سریعترین زمان ممکن به دست شما برسد.