مستربچ واکس پلی اتیلن

مستربچ واکس پلی اتیلن (PE)، نوعی موم مصنوعی است که توسط پلیمریزاسیون اتیلن تهیه شده است. موم PE به شکل گلوله پوسته پوسته و پودر موجود است. صنایع مهم استفاده نهایی موم PE شامل پوشش، پارچه، جوهرهای چاپی، لهستانی، بسته بندی مواد غذایی و پردازش، رنگ، روغن و گاز، مواد آرایشی، دارویی، کاغذ و چرم است.
مستربچ واکس پلی اتیلن اکسیده شده، کاربردهای زیادی از قبیل پلاستیک، لاستیک، چرم، کاغذ، جوهر و منسوجات و غیره دارد. برای تهیه واکس های پلی اتیلن اکسیده شده شرایطی همچون: کاتالیزور KMnO4، دمای واکنش 141- 148 درجه سانتیگراد، زمان واکنش 3-7 ساعت، سرعت هوا 4-8 متر در ثانیه نیاز است. با استفاده از این روش می‌توان واکس های پلی اتیلن اکسیده شده با تعداد اسید بالای 30 میلی گرم کیلو گرم در ساعت را بدست آورد.
موم پلی اتیلن از طریق LDPE و آزمایش های متعامد تهیه می‌شود و مشخص شد که دما، زمان و نسبت حلال به خوراک می‌تواند بر این آزمایش تأثیر بگذارد.

 مستربچ واکس پلی اتیلن

از تجزیه کیسه زباله PE تحت شرایط مطلوب و بهترین شرایط در آزمایش های متعامد بدست می‌آید. متوسط وزن مولکولی موم پلی اتیلن از 1970 g / mol تا 2700 گرم در مول است.
پلی اتیلن برای اولین بار توسط شیمیدان آلمانی هانس فون پاچمان ساخته شد، که در سال 1899 هنگام تحقیق در مورد دیازومتان، آن را بصورت تصادفی آماده کرد. وقتی همکارانش یوژن بامبرگر و فردریش تچیرنر ماده مومی سفید و مومی را که او ایجاد کرده بود، مشخص کردند، آنها تشخیص دادند که این ماده دارای زنجیره های طولانی -CH2- است و آن را پلی متیلن می‌نامند.

اولین سنتز پلی اتیلن

اولین سنتز پلی اتیلن در سال 1933 توسط اریک فاوکت و رجینال گیبسون، دوباره به طور تصادفی، در صنایع شیمیایی امپریال (ICI) در شمالویچ انگلستان کشف شد. پس از اعمال فشار بسیار زیاد (چند صد اتمسفر) مخلوطی از اتیلن و بنزآلدئید دوباره یک ماده سفید مومی تولید کردند. تا سال 1935 نگذشته بود که شیمیدان دیگری از ICI، مایکل پرین، این تصادف را در قالب سنتز فشار قوی قابل تجدید برای پلی اتیلن که پایه و اساس تولید پلی اتیلن با چگالی کم (LDPE) بود، در سال 1939 بدست آورد.

نقطه عطف

نقطه عطف موفقیت آمیز در تولید تجاری پلی اتیلن با توسعه کاتالیزوری آغاز شد که پلیمریزاسیون را در دماها و فشارهای خفیف ترویج می‌داد. اولین مورد، یک کاتالیزور مبتنی بر، تری اکسید کروم بود که در سال 1951 توسط رابرت بنکس و جی پاول هوگان در فیلیپس پترولیوم کشف شد. در سال 1953 شیمیدان آلمانی کارل زیگلر یک سیستم کاتالیزوری مبتنی بر هالیدهای تیتانیوم و ترکیبات ارگانوآلومینیوم ایجاد کرد که حتی در شرایط ملایم تری از کاتالیزور فیلیپس کار می‌کرد. کاتالیزور فیلیپس ارزانتر و کار با آن ساده تر است، با این حال، هر دو روش به شدت از نظر صنعتی استفاده می‌شوند. در اواخر دهه 1950، هر دو کاتالیزور از نوع فیلیپس و زیگلر برای تولید پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE) مورد استفاده قرار می‌گیرد. در دهه 1970، سیستم زیگلر با ترکیب کلرید منیزیم بهبود یافت. 

خواص مکانیکی پلی اتیلن

پلی اتیلن از سختی و استحکام کمی برخوردار است اما از خاصیت انعطاف پذیری و مقاومت خوبی برخوردار است و همچنین اصطحکاک کمتری دارد. این حالت خزش قوی را تحت فشار مداوم نشان می‌دهد، که می‌تواند با افزودن الیاف کوتاه مدت کاهش یابد. در هنگام لمس احساس موم می‌کنیم.

خواص حرارتی

کاربرد تجاری پلی اتیلن با نقطه ذوب نسبتاً کم آن، محدود است. برای استفاده تجاری پلی اتیلن با چگالی متوسط و بالا، نقطه ذوب معمولاً در محدوده 120 تا 180 درجه سانتی گراد (248 تا 356 درجه فارنهایت) است. این دما با توجه به نوع پلی اتیلن به شدت متفاوت است.

خواص شیمیایی

پلی اتیلن از هیدروکربن های با وزن مولکولی بالا، غیر قطبی، اشباع شده تشکیل شده است. بنابراین، رفتار شیمیایی آن مشابه پارافین است. ماکرومولکول های فردی به صورت کووالانسی در ارتباط نیستند. به دلیل ساختار مولکولی متقارن، تمایل به تبلور دارند. به طور کلی پلی اتیلن تا حدی کریستالی است. تبلور بالاتر باعث افزایش تراکم و پایداری مکانیکی و شیمیایی می‌شود.

بیشتر نمونه های LDPE ،MDPE و HDPE از مقاومت شیمیایی بسیار خوبی برخوردارند، و به این معناست که به اسیدهای قوی یا پایه های قوی حمله نمی‌شوند و در برابر اکسیدان های ملایم و مواد کاهش دهنده مقاوم هستند. نمونه های بلوری در دمای اتاق حل نمی‌شوند. پلی اتیلن (غیر از پلی اتیلن متصل) معمولاً در دمای بالا در هیدروکربن های آروماتیک مانند تولوئن یا زایلن یا در حلال های کلر مانند تری کلرواتان یا تری کلروبنزن قابل حل است.
پلی اتیلن تقریباً هیچ آبی جذب نمی‌کند. نفوذپذیری بخار آب و آب (فقط گازهای قطبی) نسبت به اکثر پلاستیک ها پایین تر است.

واکس پلی اتیلن PE در صورت قرار گرفتن در معرض نور خورشید شکننده می‌شود، معمولاً از کربن سیاه به عنوان تثبیت کننده اشعه ماوراء بنفش استفاده می‌شود.
پلی اتیلن با شعله ای آبی که نوک زرد دارد به آرامی می‌سوزد و بوی پارافین (شبیه شعله شمع) می‌دهد.
پلی اتیلن را نمی‌توان بدون چاشنی قبل از چسباندن به چسب ها بکار برد.

خواص الکتریکی پلی اتیلن

پلی اتیلن عایق الکتریکی خوبی است. مقاومت خوبی در برابر نوسانات الکتریکی دارد. با این حال، آن را به راحتی با فشار الکتریکی شارژ می‌کند (که می‌تواند با افزودن مواد گرافیت، کربن سیاه یا آنتی استاتیک کاهش یابد).

خواص نوری

بسته به میزان حرارت و ضخامت فیلم PE ممکن است واضح (شفاف)، شیری مات (شفاف) یا مات متفاوت باشد. بدین ترتیب LDPE بزرگترین، LLDPE اندکی کمتر و HDPE کمترین شفافیت را در اختیار دارد. اگر آنها بزرگتر از طول موج نور مرئی باشند، شفافیت توسط بلورها کاهش می‌یابد.

کاربردها

استفاده از بسته بندی با کیفیت در صنایع غذایی باعث افزایش تقاضا برای موم پلی اتیلن می‌شود. تولید کنندگان صنعت در تلاش اند تا فن آوري هاي پيشرفته را براي فرآيند هاي توليدي خود بکار گيرند. هانیول در ابتدا، فناوری تولید واکس PE و توسعه مواد افزودنی آن را تصویب کرد، که هم اکنون توسط بسیاری دیگر از تولید کنندگان پلاستیک و شیمیایی در سطح جهان استفاده می‌شود.

این محصول به دلیل خاصیت عملکرد بالا مانند ویسکوزیته ذوب کم و سازگاری با پلاستیسایزرها، روان کننده ها و تثبیت کننده ها کاربردهای گسترده ای در صنایع تولیدی پیدا کرده است. LDPE و HDPE از طریق پلیمریزاسیون با چگالی بالا بدست می‌آیند و معمولاً به عنوان روان کننده پردازش PVC، اصلاح کننده چسب مذاب گرم و افزودنی امولسیون مبتنی بر آب برای بهبود مقاومت در برابر لغزش، اصطکاک و خراش مورد استفاده قرار می‌گیرند.
موم PE در صنعت پوشش پذیرش قابل توجهی کسب کرده و به طور فزاینده ای در امولسیون های موم مبتنی بر آب، امولسیون های غیر یونی و پردازش PVC در بخش های مختلف تولیدی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

بر اساس کاربرد، واکس پلی اتیلن به جوهر های چاپی، چسب ها، مستربچ، پلاستیک، لاستیک و سایرین تقسیم می‌شود. بخش دیگر شامل لوازم آرایشی، چرم، کاغذ، شمع و منسوجات است.

خواص واکس پلی اتیلن

واکس های PE دارای خاصیت روان کاری هستند که از پردازش رزین پشتیبانی می‌کنند. علاوه بر این، این موم ها به طور گسترده برای پراکندگی رنگ ها در پلاستیک و سایر مواد افزودنی مورد استفاده قرار می‌گیرند. افزایش تقاضا برای پلاستیک های PE توسط صنایع غذایی و دیگر صنایع بسته بندی باعث ایجاد روند رو به رشد شده است. علاوه بر این، غربی شدن در اقتصادهای نوظهور تأثیر مثبت بر تقاضا برای محصولات با کیفیت دارد و انتظار می‌رود فروش جوهر چاپ را در آسیا اقیانوس آرام افزایش دهد.