ما هو البولي إيثيلين؟
البولي إيثيلين (PE) هو أكثر أنواع البلاستيك شيوعًا اليوم، حيث يُستخدم في 70٪ من السوق العالمية للسلع البلاستيكية. تم الحصول على البولي إيثيلين عن طريق الصدفة خلال مراجعة Diazomethane بواسطة Hans von Pechmann في عام 1898. حقيقة أخرى مثيرة للاهتمام حول إنتاج البولي إيثيلين هي أن أول بروتوكول تم إنشاؤه صناعيًا للبولي إيثيلين هو مرة أخرى اكتشاف عشوائي عندما قام Eric Fawcett و Reginald Gibson في عام 1933 بتطبيق ضغط عالٍ جدًا على خليط من الإيثيلين وبنزالدهيد لتشكيل XLPE. ومع ذلك، لم يكن الإنتاج الصناعي للبولي إيثيلين ناجحًا حتى عام 1935 بسبب قابلية تكرار هذه العملية العشوائية. من خلال نجاح Michael Perrin في عام 1935 في تصنيع البولي إيثيلين منخفض الكثافة (LDPE)، بدأ الإنتاج الصناعي في عام 1939.
أنواع البولي إيثيلين
تتوفر اليوم مجموعة واسعة من راتنجات البولي إيثيلين، بما في ذلك LDPE و LLDPE و MDPE و HDPE و UHMWPE، وهي الأكثر شيوعًا. قد تتم إضافة جزيئات الإيثيلين بشكل منتظم أو غير منتظم، ولكن إضافة جزيئات الإيثيلين بشكل غير منتظم يؤدي إلى تكوين فروع قصيرة من جزيئات الإيثيلين من السلسلة الرئيسية للبولي إيثيلين. تؤدي هذه الفروع من PE من سلسلة البوليمر الرئيسية إلى هذه التصنيفات المذكورة أعلاه.
LDPE هو هيكل جزيئي أقل كثافة مع تفرع مفرط وكثافة أقل في النطاق بين 0.91 و 0.94 جم / سم مكعب، LLDPE مع عدد كبير من الفروع مع نطاق كثافة بين 0.91 و 0.94 جم / سم مكعب، MDPE مع تفرع متوسط مع نطاق كثافة 0.94 – 0.96 جم / سم مكعب، HDPE له أقل تفرع مع نطاق كثافة بين 0.95 – 0.97 جم / سم مكعب، و UHMWPE له سلاسل طويلة جدًا بوزن جزيئي يتراوح من عشرة آلاف إلى خمسة وعشرين ألف وحدة مونومر لكل جزيء بكثافة 0.93 – 0.97 جم / سم مكعب. على الرغم من أن أنواع البولي إيثيلين تتمتع بمقاومة عالية للصدمات وعزل كهربائي جيد ومقاومة كيميائية، إلا أن استقرارها الحراري المنخفض يحد من استخدامها التجاري إلى حد ما.
طرق تعزيز خصائص البولي إيثيلين
الطريقة الأساسية لتعزيز الخصائص الميكانيكية والكيميائية والحرارية هي من خلال الربط المتقاطع لسلاسل البولي إيثيلين، ويُطلق على ربط البوليمرات بالروابط الكيميائية داخل أو بين الجزيئات اسم “التشبيك” وهو غالبًا غير قابل للانعكاس. تشكل الروابط المتقاطعة بين سلاسل البولي إيثيلين بنية ذات شبكة ثلاثية الأبعاد تسمى البولي إيثيلين المتشابك (XLPE أو PEX) (الشكل 1).