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 براساس 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.

مولکول پلی اتیلن از رشته زنجیری بلندی از اتم‌های کربن تشکیل شده است  به هر اتم کربن دو اتم هیدروژن متصل  ‌است و مولکول های  کوپلیمری آن زنجیره های مولکولی  را تشکیل 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 آمورفی 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)  و کوپلیمرهای اتیلن – وینیل استر  هستند که  تفاوت های عمده  این پلی اتیلن ها  در روش  پلیمریزاسیون ،  چگالی و وزن مولکولی آن‌هاست  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.

در فرایند تولید پلی اتیلن سنگین در ابتدا گاز متان طی فرآیندی به اتیلن تبدیل می شود و پس از آن  با اعمال دما و فشار کنترل شده  اتیلن به پلی اتیلن  تبدیل و  پس از بدست آمدن پلی اتیلن آن را به شکل  یکی از انواع پلی اتیلن در گرید های طراحی شده در برنامه ریزی تولید  پتروشیمی در می آورند این مجموعه فعالیت  لیمره کردن (پلیمریزاسیون)  نامیده  می‌شود. 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 گرفته می شود . 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. 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 ظروف غذایی ،ظروف زباله بطری ها و ظروف شوینده ها و مایعات  ،  لوله های سفت و سخت و همچنین برای 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 شده 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  استفاده می شوند.

 تکنولوژی های تولید محصولات از پلی اتیلن سنگین | 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 شودقبل 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  که برای ذوب مواد به کار می‌رود  اکسترودر نامیده می‌شود. 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  که در  ادامه توضیح داده می شود

قالب گیری تزریقی :

در این روش مواد اولیه گرانول پلی‌اتیلن سنگین  توسـط خـوراک دهنـده پنومـاتیکی از مخزن پر و  گاز گیری شده  توسط فیدر به درون قیف یا هاپر  خوراک دستگاه‌های تزریق منتقل می‌شوند مواد دراثر گرمایش و اصطکاک در دورن سیلندر ماردون بصورت مذاب در آمده وطریق 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 بسته شدن 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 سریع است و ابزارها به راحتی ساخته می شوند، اما قطعات نمی توانند بسیار پیچیده یا با دقت بالا ساخته شوند.

و 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 و پس  از تشکیل مذاب از طریق نازل در اندازه تنظیم شده به داخل  قالب ومنتقل و  آماده  ورود هوا می گیرد تزریق هوا در این مرحله منجر به چسباندن مواد به بدنه قالب وشکل گیری محصول بصورت ظرف تو خالی می شود پس  قالب‌گیری دمشی طی چهار مرحله  اصلی شامل شامل مرحلۀ انتقال مواد به  اکستروژدر، انتقال مواد مذاب  به داخل  قالب و بسته شدن  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 شونده در اندازه دقیق  ریخته می‌شود  تا  با چرخش آن، شکل دهی و ساخت محصول نهایی انجام می‌گردد  در قالب‌گیری چرخشی از یک ابزار قالب گیری  استفاده می‌شود که از یک سمت هسته و در یک سمت از حفره تشکیل شده است. ابتدا پودر پلاستیک را داخل حفره قالب ریخته و سپس قالب را در فر و اتاقک گرمکن قرار می دهند تا در حین گرم شدن با سرعت کنترل شده  روی دو محور یچرخدوبا استفاده از  نیروی جاذبه ثقلی وگردش دورانی  برای  چسباندن پلاستیک به دیواره ابزار قالب گیری و ایجاد ضخامت مناسب  و مورد نیاز محصول استفاده می شود  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 از آن ابزار باز  و محصول خارج می شود و قالب برای چرخه بعدی  تولید آماده می شود. قالب گیری چرخشی برای ساخت اشکال بزرگ توخالی یا مقعر مورد استفاده در فضای باز  همانند قایق، وان یا مخازن ذخیره آب ایده آل است. قطعات تولید شده در این روش بدون تنش و در نتیجه  محکم هستند و 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 پلی اتیلن سنگین | 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 و تشکیل مذاب همزمان با خروج از قالب  در جهت ورود مواد مذاب ، هوای فشرده دمیده می‌شود تا به شکل استوانه ای باد شده از فیلم پلی اتیلن درآمده که در ادامه پس از خنک شدن  توسط رولینگ ها ی هدایت گر و رول کننده بصورت  فویل دو لایه ای از  فیلم پلی اتیلن روی هم قرار گرفته رول می شود و در ادامه از محصول ساخته شده  می توان  محصولاتی دیگری همانند  کیسه‌های حمل و نقل  و نگهداری کالا تولید می شود .

 اکسترود صفحه مسطح و  فویل  پلی اتیلن سنگین

در روش سطحی ساخت فویل  پلی اتیلن سنگین  گرانول پلیمری پس از انتقال به اکسترودر احت شرایط ترمو دینامیکی در سیلندر ماردون مذاب شده و مواد مذاب از طریق عبور از خروجی قالب اکسترودر بصورت باریک تر فشرده می‌شود وضمن عبور از رو و بین غلتک کلندرهای متوالی به و کشش حرارتی به صورت  تک لایه شکل دهی می‌شوند. این لایۀ نازک، رول شده و سریعا سرد می‌گردد. این نوع فویل‌ها برعکس فویل‌های دمشی، تنها در یک جهت امکان کشیدگی دارند. فویل سطحی را می توان  برای چسباندن روی لایه‌های مواد دیگر نیز به کاربرد 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 پلی اتیلن سنگین 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 یک 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 رانده  می شود. ممکن است مواد افزودنی همانند مستربچ    آنتی یو وی قبل از ورود مواد خام به اکسترودر به مواد اولیه اضافه  و مخلوط شده باشد طول  پیچ های ماردون  به چند ناحیه تقسیم می شوند تا گرمای مواد پلاستیکی به تدریج افزایش یابد. 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 شکل گرفته  باید در یک محیط کنترل شده  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 خنک کننده  لوله توسط یک دستگاه  کشنده کاترپیلاری  به بیرون کشیده می شود. برای اطمینان از عدم تغییر شکل لوله  نیروی اعمال شده   لازم است به طور مساوی در اطراف تقسیم شود. تولید لوله یک فرآیند مداوم است. در انتهای خط  نیز به دستگاه برش و جمع کن  قراردارد  تا لوله را در طول مورد نظر بدون نیاز به توقف تولید برش  و بسته بندی نماید.

گرید‌های پلی اتیلن سنگین | 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 طبقه بندی می شوندپلی اتیلن سنگین در انواع مختلف با چگالی و وزن مولکولی و خواص و ویژگی های متفاوت تولید می‌شود که تفاوت  این وزن  و آرایش مولکولی   باعث به وجود آمدن گرید‌های مختلف، تزریقی ، قالب گیری،بادی، اکسترود و فیلم آن بر اساس نوع کاربری مورد نظر دارای خواص منحصر به فرد هستند تعدادی از  گرید‌های مهم  HDPE عبارتند از:

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.

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 تاسیات عمومی طرح تولید
• مشاوره تامین مواد اولیه پتروشیمی
• مشاوره اصلاح تکنواوژی، 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