البولي إيثيلين الخطي منخفض الكثافة، يختلف هيكليًا عن البولي إيثيلين منخفض الكثافة العام، لعدم وجود فروع سلسلة طويلة. تعتمد خطية البولي إيثيلين منخفض الكثافة الخطي على اختلاف عمليات إنتاج ومعالجة البولي إيثيلين منخفض الكثافة الخطي والبولي إيثيلين منخفض الكثافة الخطي. يتكون البولي إيثيلين منخفض الكثافة الخطي عادةً من خلال بلمرة مشتركة للإيثيلين مع أوليفينات ألفا أعلى، مثل البيوتين والهكسين والأوكتين، عند درجة حرارة وضغط أقل. يتميز بوليمر البولي إيثيلين منخفض الكثافة الخطي الناتج عن عملية البلمرة المشتركة بتوزيع وزن جزيئي أضيق من البولي إيثيلين منخفض الكثافة العام، وفي الوقت نفسه، يتميز ببنية خطية تجعله يتميز بخصائص ريولوجية مختلفة.
خصائص تدفق الذوبان
تتكيف خصائص تدفق الذوبان للبولي إيثيلين منخفض الكثافة الخطي (LLDPE) مع متطلبات العملية الجديدة، وخاصةً عملية بثق الأغشية، مما يُمكّن من إنتاج منتجات بولي إيثيلين منخفض الكثافة الخطي عالية الجودة. يُستخدم البولي إيثيلين منخفض الكثافة الخطي في جميع أسواق البولي إيثيلين التقليدية. خصائصه المُحسّنة في مقاومة التمدد والاختراق والصدمات والتمزق تجعله مناسبًا للأغشية. كما أن مقاومته الممتازة للتشقق الناتج عن الإجهاد البيئي، ومقاومته لتأثيرات درجات الحرارة المنخفضة، ومقاومته للانحناء، تجعله مناسبًا لأنابيب وصفائح البثق وجميع تطبيقات القولبة. أحدث استخدامات البولي إيثيلين منخفض الكثافة الخطي هي استخدامه كغطاء لمكبات النفايات وبطانات برك النفايات.
الإنتاج والخصائص
يبدأ إنتاج البولي إيثيلين منخفض الكثافة الخطي (LLDPE) باستخدام محفزات المعادن الانتقالية، وخاصةً من نوع زيغلر أو فيليبس. وتُعد العمليات الجديدة القائمة على محفزات مشتقات فلزات سيكلو أوليفين خيارًا آخر لإنتاج البولي إيثيلين منخفض الكثافة الخطي. يمكن إجراء تفاعل البلمرة الفعلي في مفاعلات الطور المحلول والغازي. عادةً، يُبلمر الأوكتين مع الإيثيلين والبيوتين في مفاعل الطور المحلول. أما الهكسين والإيثيلين فيُبلمران في مفاعل الطور الغازي. يكون راتنج البولي إيثيلين منخفض الكثافة الخطي الناتج في مفاعل الطور الغازي على شكل جسيمات، ويمكن بيعه كمسحوق أو معالجته لاحقًا على شكل كريات. وقد طورت شركتا موبيل ويونيون كاربايد جيلًا جديدًا من البولي إيثيلين منخفض الكثافة الخطي الفائق (Super LLDPE) القائم على الهكسين والأوكتين. كما أطلقت شركات مثل نوفاكور وداو بلاستيكس جيلًا جديدًا. تتميز هذه المواد بصلابة عالية، ولديها إمكانات جديدة لتطبيقات إزالة الأكياس تلقائيًا. كما ظهر في السنوات الأخيرة راتنج بولي إيثيلين منخفض الكثافة جدًا (كثافة أقل من 0.910 جم/سم مكعب). يتميز VLDPES بمرونة ونعومة لا يمكن لـ LLDPE تحقيقها. تنعكس خصائص الراتنجات عمومًا في مؤشر الانصهار والكثافة. يعكس مؤشر الانصهار متوسط الوزن الجزيئي للراتنج ويتم التحكم فيه بشكل أساسي بواسطة درجة حرارة التفاعل. متوسط الوزن الجزيئي مستقل عن توزيع الوزن الجزيئي (MWD). يؤثر اختيار المحفز على MWD. يتم تحديد الكثافة من خلال تركيز المونومر المشترك في سلسلة البولي إيثيلين. يتحكم تركيز المونومر المشترك في عدد فروع السلسلة القصيرة (التي يعتمد طولها على نوع المونومر المشترك) وبالتالي يتحكم في كثافة الراتنج. كلما زاد تركيز المونومر المشترك، انخفضت كثافة الراتنج. من الناحية الهيكلية، يختلف LLDPE عن LDPE في عدد ونوع الفروع، حيث يحتوي LDPE عالي الضغط على فروع طويلة، بينما يحتوي LDPE الخطي على فروع قصيرة فقط.
يعالج
يتمتع كل من البولي إيثيلين منخفض الكثافة (LDPE) والبولي إيثيلين منخفض الكثافة (LLDPE) بخصائص ريولوجية ممتازة أو تدفق ذوبان. يتميز البولي إيثيلين منخفض الكثافة (LLDPE) بحساسية قص أقل نظرًا لتوزيع الوزن الجزيئي الضيق وفروع السلسلة القصيرة. أثناء القص (مثل البثق)، يحتفظ البولي إيثيلين منخفض الكثافة (LLDPE) بلزوجة أكبر وبالتالي يصعب معالجته أكثر من البولي إيثيلين منخفض الكثافة (LDPE) بنفس مؤشر الذوبان. في البثق، تسمح حساسية القص المنخفضة للبولي إيثيلين منخفض الكثافة (LLDPE) باسترخاء أسرع للإجهاد في السلاسل الجزيئية للبوليمر، وبالتالي تقليل حساسية الخصائص الفيزيائية للتغيرات في نسبة النفخ. في امتداد الذوبان، يختلف البولي إيثيلين منخفض الكثافة (LLDPE) تحت إجهادات مختلفة. بشكل عام، يكون لزوجته أقل عند السرعة. أي أنه لن يتصلب بالإجهاد عند تمدده مثل البولي إيثيلين منخفض الكثافة (LDPE). تزداد مع معدل تشوه البولي إيثيلين. يُظهر البولي إيثيلين منخفض الكثافة (LDPE) زيادة مفاجئة في اللزوجة، والتي تحدث بسبب تشابك السلاسل الجزيئية. لا تُلاحظ هذه الظاهرة في البولي إيثيلين منخفض الكثافة (LLDPE) لأن عدم وجود فروع سلسلة طويلة في البولي إيثيلين منخفض الكثافة (LLDPE) يحافظ على خلو البوليمر من التشابك. هذه الخاصية مهمة للغاية لتطبيقات الأغشية الرقيقة. لأن أغشية البولي إيثيلين منخفض الكثافة الخطي (LLDPE) تُنتج بسهولة أغشية أرق مع الحفاظ على قوة ومتانة عاليتين. يمكن تلخيص الخصائص الريولوجية للبولي إيثيلين منخفض الكثافة الخطي في "صلابة القص" و"لينة الامتداد".
وقت النشر: ٢١ أكتوبر ٢٠٢٢