کاربرد های پلی اتیلن سنگین | خرید مواد پتروشیمی
کاربرد های پلی اتیلن سنگین چیست ؟ واحدهای صنفی و صنعتی مصرف کننده گریدهای مختلف محصولات پلیمری پتروشیمی همانند پلی اتیلن سنگین نیازمند آگاهی دقیق از خواص مواد اولیه ، تکنولوژی های تولید و نحوه خرید مواد اولیه پتروشیمی از طریق بورس کالای ایران می باشند. لذا کاردوک طی مجموعه مطالب خود به دلیل ضرورت پاسخ به نیاز مشتریان به بررسی و ارایه موضوعات فوق می پردازد .
پلی اتیلن پلیمری ساختار یافته اتیلن است که ضمن داشتن ساختار مولکولی بسیار ساده ای بسیار متنوع و پر مصرفی است. پلی اتیلن در گریدها و اشکال مختلفی شامل فیلم های پلیمری نازک دارای انعطاف ،ورق هاو قطعات پلیمری ، لوله های پلاستیکی ،الیاف ، اسباب بازی ها، ظرف ها و محصولات بسته بندی و انتقال مایعات مورد استفاده قرار می گیرند و جایگزینی مناسبی برای مواد سنتی همانند فلزات بدلیل وزن کمتر ،روش های تولید ساده تر ،مقاومت در مقابل زنگ ردگی ،حمل ونصب آسان تر می باشد.
ساختار پلی اتیلن
مولکول پلی اتیلن از رشته زنجیری بلندی از اتم‌های کربن است به هر اتم کربن دو اتم هیدروژن متصل است و مولکول های کوپلیمری آن زنجیره های مولکولی را شکل می دهند که دارای هزاران واحد -CH2- هستند پلیمریزاسیون این زنجیره بصورت کنترل شده می تواند شاخه های متفاوتی را داشته باشد. پلی اتیلن پلیمری نیمه دارای نواحی کریستالی و آمورف است در نواحی کریستالی زنجیره های مولکولی بسیار منظم و به موازات هم و با تراکم زیاد در نزدیک به هم قرار گرفته اند که سبب افزایش استحکام و مقاومت آن ها خواهد شد.
طبقه‌بندی پلی اتیلن بر اساس چگالی آنها صورت می‌گیرد و مقدار دانسیته تعیین کننده اندازه زنجیر پلیمر ، نوع و تعداد شاخه‌های موجود در زنجیره اتیلنی است. لذا پلی اتیلن با چگالی کم و زیاد دو پليمر هستند که در گریدهای مناسب در تولید ظروف ،فیلم و سایر محصولات بسته بندی و انتقال مایعات كاربردهای مختلفی را دارند.
برای دریافت مشاوره در زمینه اطلاع از خرید مواد اولیه پتروشیمی و تامین ماشین آلات صنعتی می‌توانید با مشاوران مرکز مشاوره کسب و کار کاردوک از طریق شماره: 02166418908 تماس بگیرید.
طبقه بندی انواع پلی اتیلن | کاربرد های پلی اتیلن سنگین
دسته بندی انواع پلی اتیلن ها بر اساس دانسیته و ساختار مولکولی و دانستیته آن ها عبارت از:
- پلی اتیلن سنگین (HDPE)
- پلی اتیلن سبک (LDPE)
- پلی اتیلن با چگالی متوسط (MDPE)
- ،پلی اتیلن سبک خطی (LLDPE)
- پلی اتیلن دارای اتصالات عرضی (XLPE)
- کوپلیمرهای اتیلن – وینیل استر
تفاوت های عمده این پلی اتیلن ها در روش پلیمریزاسیون ، چگالی و وزن مولکولی آنها است. که سبب ایجاد ویژگی ها ی خاص و کاربرد های متنوعی از آنها در صنایع پایین دستی پتروشیمی شده است .
پلی اتیلن سنگین | کاربرد های پلی اتیلن سنگین
پلی اتیلن سنگین یا HDPE دارای زنجیر اصلی پلی‌اتیلن با تعداد شاخه‌های جانبی کم و کوتاه یا بدون شاخه می باشد و نسبت به سایر ترکیبات اتیلنی چگالی و وزن مولکولی بیشتری دارد پلی اتیلن سنگین بصورت جامدی سفید رنگ و مات است به دلیل کوچک بودن شاخه ها دارای مقاومت بالا بوده و چگالی آن بین 0.94 تا 0.97 است و به جزو مواد ترموپلاستیکی است که در پلیمریزاسیون براساس وزن مولکولی زنجیره در گریدهای مختلفی تو لید می شود هرکدام از گریدهای آن کاربرد های خاصی را دارا هستند.
معمولا از گریدهای با وزن سبک برای تولید محصولات تزریقی استفاده می کنند و از گریدهای سنگین‌تر برای تولید فیلم‌ها و تولید انواع لوله پلی اتیلنی استفاده می کنند برای هر گرید تولیدی در پتروشیمی ها دیتا شیت آن توسط کارخانه برای بیان استانداردهای تولید ، ویژگی ، مشخصات فیزیکی ،شیمیایی و کاربرد های آن مننشر می شود.در صورت نیاز به دیتا شیت گریدهای پلی اتیلن پتروشیمی ها می توانید با کارشناسان کاردوک تماس بگیرید.
کاربرد های پلی اتیلن سنگین
در فرایند تولید پلی اتیلن سنگین در ابتدا گاز متان طی فرآیندی به اتیلن تبدیل می شود . پس از آن با اعمال دما و فشار کنترلی اتیلن به پلی اتیلن تبدیل و پس از بدست آمدن پلی اتیلن آن را به شکل یکی از انواع پلی اتیلن در گرید های برنامه تولید پتروشیمی درمیآورند. این مجموعه فعالیت پلیمره کردن (پلیمریزاسیون) نامید دارد. پلیمریزاسیون به روشهای مختلف ودر فشار های بالا و پایین انجام می‌شود و حاصل هر روش محصول خاصی از پلی اتیلن است.
در روش پلیمریزاسیون فشار بالا حاصل تولید پلی اتیلن سبک است و در پلیمریزاسیون فشار پایین دو نوع محصول پلی اتیلن سنگین (HDPE) و پلی اتیلین خطی سبک تولید می شود فشار عملیاتی وارده بر پلی اتیلن در این روش بین ۱۰ تا ۸۰ بار است. دمای عملیاتی نیز بین ۷۰ تا ۳۰۰ درجه سانتیگراد متغیر است. در این روش و به منظور تولید پلی اتیلن سنگین از سه نوع کاتالیست زیگلر/ناتا ، اکسید کروم/مولیبدن و متالوسن بهره می برند. سه نوع فرآیند دوغابی، محلولی و گازی برای پلیمریزاسیون فشار پایین بکار می‌روند که هرکدام شرایط و نحوه عملکرد مخصوصی را دارند.
کاربردهای پلی اتیلن سنگین HDPE | کاربرد های پلی اتیلن سنگین
پلی اتیلن ها پرفروش ترین پلاستیک های استاندارد جهان هستند و پلی اتیلن سنگین بدلیل استحکام بالا و مقاومت خوب در برابر ضربه ، نور خورشید ، مواد شیمیایی در تولید محصولات متنوعی استفاده می شود از این ماده در تولید ظروف بادی ، محصولات تزریقی و اکسترودی همانند انواع لوله ، فیلم و پوشش های عایق در گرید های مختلف استفاده فراوان می شود. تعدادی از گریدها آن کاربردهای یکسانی و مشابهی دارند با آگاهی از خصوصیات این گریدها و کاربرد هریک متناسب با شرایط، کیفیت، قیمت، گرید مناسب مورد نیاز محصولات تولیدی شناسایی و خریداری می شوند.
محصولات پلی اتیلنی
این مواد بدلیل بلورینگی زیاد، بیشترین مقدار سفتی و استحکام مناسب ، کم‌ترین مقدار نفوذ پذیری ، انعطاف پذیری کم و مقاومت خوب در برابر خوردگی پلاستیکی قوی و تا حدودی سخت برای تولید محصولات بشرح زیر کاربرد دارد :
- ظروف غذایی ،ظروف زباله بطری ها و ظروف شوینده ها و مایعات
- لوله های سفت و سخت
- فیلم ها محصولات مورد نیاز حمل و نقل همانند صندوق و پالت
- پوشش ها در صنعت الکترونیک
- ساخت انواع ظروف نگهداری مواد غذایی و شیمیایی
- ساخت انواع لوله‌های انتقال آب، فاضلاب و گاز طبیعی
- تولید فیلم‌هایی با استفاده کوتاه مدت
- کیسۀ بافته و تک رشته‌ای
- لوله های معمولی یا تحت فشار
- کانال کابل‌های فیبر نوری
- ظروف صنعتی بالای ۱۰۰ لیتر
- قالب‌گیری لایه نازک، ساخت صندلی‌های باغ
- رویۀ پیچ، دستگیره و مستربچ
تکنولوژی های تولید محصولات از HDPE | کاربرد های پلی اتیلن سنگین
در اکثر روشهای فرآوری، گرانول‌های پلی اتیلن سنگین را از طریق قیف درون سیلندری می‌ریزند تا گرم شوند. سیلندر دارای یک ماردون دوار و تجهیزات حرارتی است . تودۀ مذاب پلیمری با فشار از خروجی انتهای دستگاه به بیرون راند می شود و قبل از سرد شدن و جامد شدن پلی اتیلن به محصولات مختلف براس تکنولوزی شکل گیری تبدیل می شود. دستگاهی که دارای سیلندر و مارپیچ یا مارپیچ هایی است. برای ذوب مواد به کار میرود اکسترودر نام دارد. . به طور کلی تکنولوژی های شکل دهی محصولات از پلی اتیلن سنگین عبارتند:
- از قالب گیری تزریقی
- قالب گیری بادی
- تولید فویل به دو روش دمشی و سطحی
- تولید ورق و فوم
- اکسترود مقاطع و انواع الیاف
قالب گیری تزریقی :
در این روش مواد اولیه گرانول پلی‌اتیلن سنگین توسـط خـوراک دهنـده پنومـاتیکی از مخزن پر توسط فیدر به درون قیف یا هاپر خوراک دستگاه‌های تزریق منتقل می‌شوند. مواد در اثر گرمایش و اصطکاک در دورن سیلندر ماردون مذاب می شوند . مذاب از طریق نازل دستگاه بداخل حفره قالب قطعات تولیدی با فشار تزریق هدایت می شود. پس از اتمام کار تزریق و شکل‌دهی قطعات و تامین شرایط ترمودینامیکی مناسب قالب باز شده و توسط سیستم پران برای پلیسه گیری به خارج دستگاه پرتاپ می شود. محصولات بزرگ و کوچک مانند اتصالات آبرسانی ،درپوش، پوشش، دستگیره، وسایل باغ، سبد و ظروف سبزی، میوه و قطعات پزشکی و خودرو را با این روش تولید می کنند.
روش قالب‌گیری دمشی | کاربرد های پلی اتیلن سنگین
در این روش پلاستیک مذاب به شکل یک بچ به نام پاریزن از طریق قالب اکسترودر در قالب دو تکه تاشو قرار می گیرد. پس از بستن قالب، پاریزن مانند یک بادکنک باد می شود. تا جایی که حفره خالی قالب را پر کند. از آنجایی که دیواره های قالب با آب خنک می شوند، پلاستیک به سرعت جامد می شود و می توان قطعه را خارج کرد. این رایج ترین راه برای ساخت ظروف با دیواره نازک و ارزان قیمت مانند فنجان ها یا بطری های نوشیدنی یکبار مصرف است. این روش سریع است . محصولات آن به راحتی تولید می شوند، اما قطعات نمی توانند بسیار پیچیده را با دقت بالا ساخت .
مراحل روش قالب‌گیری دمشی
محصولات از پلی اتیلن سنگین از طریق قالب و دمش چهت شکل گیری محصول درچند مرجله تولید می شوند. در ابتدا مواد اولیه با گرید مناسب به اکسترودر منتقل می شود . پس مذاب از طریق نازل در اندازه تنظیمی به داخل قالب می رود . و آماده ورود هوا است. تزریق هوا در این مرحله علت چسبیدن مواد به بدنه قالب و فرمینگ ظرف تو خالی است. پس قالب دمشی طی چهار مرحله اصلی شامل مرحلۀ انتقال مواد به اکستروژدر، انتقال مواد مذاب به داخل قالب و بستن قالب، دمش در قالب و خروج محصول نهایی انجام می‌گیرد.
روش قالب گیری چرخشی نیز روش مناسبی برای ساخت انواع بطری و ظروف تو خالی مانند ظروف مختلف صنایع غذایی ،آرایش وبهداشتی ، بزرگ و کوچک می باشد . این فرآیند به راحتی قابل کنترل و تکرار است و معمولا برای بطری های پلاستیکی شفاف استفاده می شود. و فرایند کیفیت سطحی مناسبی را برای محصول ایجاد می کند اما برای دیوارهای بسیار نازک ایده آل نیست.
روش قالب‌گیری دورانی
در این روش پودر پلی اتیلن درون قالب داغ در اندازه دقیق می‌شود . تا با چرخش آن شکل و ساخت محصول نهایی انجام شود. در قالب‌گیری چرخشی از یک قالب استفاده می‌شود که از یک سمت هسته و در یک سمت از حفره دارد. ابتدا پودر پلاستیک را داخل حفره قالب میرود و سپس قالب در فر و اتاقک گرمکن قرار می گیرد تا در حین گرم شدن با سرعت قابل کنترل روی دو محور یچرخد. نیروی جاذبه ثقلی و گردش دورانی برای چسببدن پلاستیک به دیواره قالب و ایجاد ضخامت مناسب مورد نیاز محصول است.
اتاقک گرمایی روش قالب‌گیری دورانی
در نهایت قالب را از اتاقک گرمایی و فر خارج کرده و به آرامی خنک می کنند تا از تاب برداشتن محصول جلوگیری شود. خنک شدن کامل ممکن است چندین دقیقه طول بکشد. پس خروج محصول قالب برای چرخه بعدی تولید آماده است. قالب گیری چرخشی برای ساخت اشکال بزرگ توخالی یا مقعر مقابل استفاده است . این روش برای محصولات دارای فضای باز همانند قایق، وان یا مخازن ذخیره آب ایده آل است. قطعات تولیدی در این روش بدون تنش و در نتیجه محکم هستند . برای تولید نیز از ماشین آلات و ابزارهای نسبتاً ساده و ارزان تری استفاده می شود.
اما به مرور پس از یک ظرفیت تولید چند هزارتایی تجهیزات تولیدی لازم است جهت حفظ کیفیت تعمیر ،تعویض و جایگزین شود .و در صورت نیاز به دقت بسیار بالا در تولید محصولات می تواند از روش قالب گیری تزریقی مستقیم استفاده نمود
اکسترود فیلم HDPE | کاربرد های پلی اتیلن سنگین
فویل‌ها وفیلم پلی اتیلن نیز به دو روش دمشی وصفجه ای تولید می‌شوند. در روش دمشی، مواد اولیه پس از انتقال به اکسترودر مذاب همزمان با خروج از قالب در جهت ورود مواد مذاب ، هوای فشرده دمیده می‌شود. تا به شکل استوانه ای باد شود . از فیلم پلی اتیلن در ادامه پس از خنک شدن توسط رولینگ ها ی هادی بصورت فویل دو لایه ای از فیلم پلی اتیلن روی هم قرار و رول می شود. در ادامه از محصول تولیدی می توان در تولید محصولاتی دیگری همانند کیسه‌های حمل و نقل و نگهداری کالا استفاده نمود.
اکسترود صفحه مسطح و فویل پلی اتیلن سنگین
در روش سطحی ساخت فویل پلی اتیلن سنگین گرانول پلیمری پس از انتقال به اکسترودر در شرایط ترمو دینامیکی سیلندر ماردون مذاب می شود . مواد مذاب خروجی قالب اکسترودر باریک و فشرده می‌شود . ضمن عبور از رو و بین غلتک کلندرهای متوالی و کشش حرارتی به صورت تک لایه شکل می‌گیرند. این لایۀ نازک، رول و سریعا سرد می‌گردد. این نوع فویل‌ها برعکس فویل‌های دمشی، تنها در یک جهت امکان کشیدگی دارند.
کلندرینگ فویل سطحی
فویل سطحی برای چسبیدن روی لایه‌های مواد دیگر بکار می رود. این شکل دهی در طی مراحل اکستروژن، کلندرینگ و شکل دهی حرارتی انجام می‌گردد.در تولید و شکل دهی محصولات پلی اتیلن بصورت ورقه فرایند مشابه روش سطحی ساخت فیلم است، با این تفاوت که در این جا ضخامت نمونه بیشتر و سایزینگ بصورت خطی و لاینر صورت می گیرد. ورقه‌های پلی اتیلن اغلب در ساخت اشکال برجسته و ورق های ضخیم با کاریر های خاص تولید می شود .
از گرید های مناسب پلی اتیلن بدلیل عایق بودن حرارتی و الکتریکی می توان برای ساخت ورق های فوم و پوشش های عایق استفاده کرد فوم را با افزودن مادۀ اسنفج کننده یا گاز به پلی اتیلن مذاب ایجاد کرد. این محصولات به دلیل ساختار سلولی عایق حرارتی مناسبی هستند. بیشتر گریدهای پلی اتیلن را می‌توان به حالت فوم فرآوری و برای تولید محصولات استفاده کرد.
اکسترود HDPE لوله و پروفیل | کاربرد های پلی اتیلن سنگین
فرایند فراوری پلی اتیلن سنگین بصورت لوله با استفاده از فیدر ، اکسترودر ، سیستم کنترل‌های فرآیندی PLC ، قالب فرمینگ مذاب ، وزن سنجی گرانولی ، اسکنر ، سیستم کولینگ دارای واحد مرکزی حرارتی اتوماتیک ، سیستم کشش دو طرفه رولینگی ، سیستم اندازه‌گیری و کنترل کیفیت پس از آن دستگاه برش و جمع کن انجام می شود دراین فرایند اکسترودر با مواد ترموپلاستیک تغذیه می شود.
این مواد توسط با مارپیچ چرخان به داخل سیلندر ماردون منتقل می شود . مواد اولیه تا دمای مذاب مورد نظر گرم در طول سیلندر گرم و به جلو می رود. مواد افزودنی همانند مستربچ آنتی یو وی قبل از ورود مواد خام به اکسترودر به مواد اولیه اضافه و میکس می شود طول پیچ های ماردون به چند ناحیه تقسیم می شوند تا گرمای مواد پلاستیکی به تدریج افزایش یابد.
کالیبراسیون لوله
در انتهای اکسترودر، توده مذاب با فشار وارد قالب کله اکسترودر می شود که شکل آن را به صورت لوله در می آورد و جریان حرکت مواد در جریان ساخت باید یکنواخت و مستمر باشد، زیرا در غیر این صورت لوله ای با تنش های ناخواسته در نقاط خاصی مواجه و در پایان ناهمواری می شود . لوله تازه باید در یک محیط کنترلی دارای فشار داخلی و خلاء خارجی خنک شود. ایجاد اختلاف فشار برای اطمینان از حفظ کامل شکل گرد مورد نیاز محصول است هنگامی که از سیستم خلاء استفاده می شود، پس از مرحله اول می توان از تجهیزات خنک کننده غیر خلاء برای کاهش بیشتر دما استفاده کرد.
در ادامه سیستم سرمایش ، لوله توسط یک دستگاه کشنده کاترپیلاری به بیرون رود. برای اطمینان از عدم تغییر شکل لوله نیروی لازم است به طور مساوی در اطراف تقسیم شود. تولید لوله یک فرآیند مداوم است. در انتهای خط نیز با دستگاه برش و جمع می شود تا لوله را در طول مورد نظر بدون نیاز به توقف تولید برش و بسته نماید.
گریدهای HDPE | کاربرد های پلی اتیلن سنگین
گریدهای مختلف HDPE هر کدام بر اساس نوع کاربری مورد نظر دارای خواص منحصر به فرد هستند. پلی اتیلن سنگین بر اساس چگالی و ساختار شاخه های زنجیره های پلیمری در نتیجه تغییر وزن مولکولی خود به گرید های مختلف تقسیم می شوند . پلی اتیلن سنگین در انواع مختلف با چگالی و وزن مولکولی و خواص و ویژگی های متفاوت تولید می‌شود. تفاوت وزن و آرایش مولکولی باعث وجود گریدهای مختلف، تزریقی ، قالب گیری،بادی، اکسترود و فیلم آن بر اساس نوع کاربری دارای خواص منحصر به فرد هستند . تعدادی از گریدهای مهم HDPE عبارتند از:
خدمات قابل ارایه کاردوک به طرح‌ها و واحدهای تولید کننده
برای تهیه طرح توجیهی در زمینه‌های مختلف می‌توانید با کارشناسان تماس بگیرید. از جمله خدمات مرکز مشاوره کسب و کار کاردوک می‌توان به موارد زیر اشاره داشت :
- ارائه خدمات در انتخاب ماشین آلات، تاسیسات عمومی و طراحی سایت پلان
- تامین نیروی انسانی نصب و راه اندازی ماشین آلات و تاسیسات عمومی طرح تولید
- مشاوره تامین مواد اولیه پتروشیمی
- مشاوره اصلاح تکنولوژی، نوسازی و بازسازی واحدهای قدیمی
- مشاوره صادرات محصول با کیفیت به کشورهای دیگر
- تهیه طرح توجیهی و امکان سنجی طرح با استفاده از نرم افزار کامفار توسط متخصصین کارآمد مهندسی
- ثبت نام در سامانه بهین یاب و درگاه ملی صدور مجوزها
برای دریافت مشاوره در زمینه اطلاع از خرید مواد اولیه پتروشیمی و تامین ماشین آلات صنعتی می‌توانید با مشاوران مرکز مشاوره کسب و کار کاردوک از طریق شماره: 02166418908 تماس بگیرید.
