گذری بر پلی اتیلن (PE)
پلی اتیلن PE ،رزین مصنوعی همه کاره وسبک حاصل از پلیمریزاسیون اتیلن می باشد.پلی اتیلن عضوی از خانواده مهم رزین های پلی الفین محسوب می گردد. بیشترین دامنه مصرف پلاستیک در جهان متعلق به پلی اتیلن بوده که دامنه تولید آن از ورق های بسته بندی غذایی شفاف و کیسه های خرید آغاز و تا بطری های مواد شوینده و مخازن سوخت خودرو ادامه می یابد. پلی اتیلن همچنین می تواند به الیاف مصنوعی یا اصلاحی تابیده شده و یا شکاف داده شود تا بتواند به خواص الاستیکی یک پلاستیک دست یابد.
ترکیبات شیمیایی و ساختار مولکولی :
اتیلن (C۲H۴) یک هیدروکربن گازی است که معمولاً بواسطه ترک خوردن اتان تولید شده و به نوبه خود یکی از بزرگترین تشکیل دهنده های گاز طبیعی محسوب می شود و یا می تواند از نفت تقطیرشود.مولکول های اتیلن اساساً از دو واحد متیلن (C۲H۴) تشکیل شده که بواسطه پیوند دوگانه بین اتم های کربن- ساختاری که فرمول آنCH۲=CH۲می باشد بهم متصل شده اند.تحت تاثیر کاتالیز های پلیمریزاسیون ،پیوند دوگانه می تواند بشکند و در نتیجه یک پیوند مجرد اضافی ایجاد کرده که سبب اتصال به اتم کربن در مولکول اتیلن دیگری می گردد.با این وجود یک مولکول بزرگ و پلی متریک (واحد چندگانه) اتیلن دارای ساختار شیمیایی زیر می باشد:
این ساختارساده- تکرار هزاران باره در یک مولکول مجرد-رمز ویژگی های پلی اتیلن ( polyethylene )محسوب می گردد.مولکول های طولانی و زنجیره واری که در آن اتم های هیدروژن به یک ستون فقرات متصل شده اند، می توانند به اشکال خطی یا شاخه ای تولید شوند.نسخه های شاخه ای آن با نام پلی اتیلن PE با چگالی کم (LDPE) یا پلی اتیلن خطی با چگالی کم(LLDPE) و نسخه های خطی آن با نام پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE) و پلی اورتان با وزن مولکولی فوق العاده بالا(UHMWPE) شناخته می شوند.
کامپاند پایه پلی اتیلن PE ،همچون پلی اتیلن کلرینه و کلروسولفانات، بواسطه گنجاندن دیگر عناصر یا گروههای شیمیایی، دارای قابلیت اصلاح شدن می باشد.علاوه بر این ، اتیلن می تواند با مونومر هایی همچون وینل استات یا پروپیلن کوپلمریزه شود تا بتواند تعدادی از کوپلیمرهای اتیلن را تولید نماید. در ادامه به توصیف همه انواع آن خواهیم پرداخت.
تاریخچه پلی اتیلن PE :
پلی اتیلن PE با چگالی کم برای اولین بار در سال ۱۹۳۳ در انگلیس توسط صنایع شیمیایی امپریال (ICI (Imperial Chemical Industries و طی مطالعاتی در مورد “تاثیرات فشار بیش از حد بر پلیمریزاسیون پلی اتیلن”،تولید شد. در سال ۱۹۳۷گواهی ثبت اختراع به این فرآیند ICI اعطا شد و این شرکت تولیدات تجاری خود را از سال ۱۹۳۹ آغاز نمود. اولین کاربرد LDPE طی جنگ جهانی دوم بود که بعنوان عایقی برای کابل های رادار مورد استفاده قرار می گرفت.
در سال ۱۹۳۰، کارل شیپ مارول Carl Shipp Marvel ،یک شیمی دان امریکایی در E.I. du Pont de Nemours & Company (در حال حاضر شرکت DuPont نامیده می شود) موفق به کشف یک ماده با چگالی بالا شد، اما این شرکت نتوانست پتانسیل موجود در این محصول را کشف نماید.
کارل زیگلرKarl Ziegler از موسسه Max Planck Instituteدر تحقیقات زغال سنگ خود در Mülheim an der Ruhr, W.Ger. ( آلمان امروزی ) توانست این موفقیت را از آن خود نموده و به درجه ای از اعتبار برای اختراع HDPE برسد-زیگلر در واقع با همراهی ارهارد هولزکمپ Erhard Holzkampدر سال ۱۹۵۳توانست تسریع واکنش در فشار پایین با یک ترکیب آلی فلزی را ایجاد نماید.این فرآیندها بعدها توسط شیمی دان ایتالیایی ژیلیو ناتا Giulio Natta بهبود یافت و این ترکیبات امروزه با نام کاتالیزگر زیگلر- ناتا Ziegler-Natta شناخته می شود.
زیگلر در بخش نوآوری برنده جایزه نوبل شیمی در سال ۱۹۶۳ شد. از آن زمان، دانشمندان با استفاده از کاتالیز های مختلف و روش های پلیمیریزاسیون، موفق به تولید پلی اتیلن PE با ویژگی ها و ساختارهای متعدد شدند.برای مثال LLDPE در سال ۱۹۶۸ توسط شرکت نفت فیلیپس Phillips Petroleum Company معرفی شد.
