پلی اتیلن وکس (PE Wax) یکی از متداول ترین روان کننده‌های اکسترنال برای پلیمرها می‌باشد. پلی اتیلن وکس، نوعی وکس بر پایه پلی اتیلن است و در دمای معمولی در حلال‌های آلی غیر قابل حل است ولی در دمای بالاتر در آلیفاتیک ها، هیدروکربن های کلرینه و اکثر حلال های غیر قطبی قابل حل است. یکی از رایج‌ترین مواد شیمیایی روان‌کننده‌های مورد استفاده برای تولید PVC است.
پلی اتیلن وکس، ماده‌ای بی بو و بی رنگ، شفاف و به شکل کریستال جامد است. عمدتا به صورت پرک و یا پودر در بازار موجود است. پلی اتیلن وکس دارای کاربردهای بسیار متنوعی است و به عنوان محصول جانبی تولید پلی اتیلن تولید می‌شود. پلی‌اتیلن وکس به صورت های ویسکوزیته کم، متوسط و بالا تولید می‌شود. پلی‌اتلین وکس به خاطر خاصیت روان کنندگی اش باعث جدا شدن مذاب از فلز می‌شود و همچنین تاثیر خاصی بر روی براقیت محصول دارد. پلی اتلین وکس معمولاً در دو نوع امولسونی و غیر امولسونی تولید می‌شود.
تفاوت این دو نوع در جرم مولکولی آنهاست و جرم مولکولی آنها بین 2000 تا 4000 است.پلی اتیلن وکس نسبت به سایر پلی اتیلن ها، مقاومت و انعطاف پذیری کمتری دارد ولی مقاومت آن در مقابل مواد شیمیایی و تنش‌های شکننده محیطی بالاست. این نوع پلی اتیلن وکس، پر مصرف ترین نوع پلی‌اتیلن در جهان است. این ماده می‌تواند به عنوان یک عامل پخش کننده و فعال کننده در پلی اتلین، پلی پروپلین و ABS عمل کند.
همانطور که اشاره شد، این ماده در PVC به عنوان یک روان کننده اکسترنال مورد استفاده قرار می‌گیرد. پلی اتلین وکس نسبت به سایر پلی اتیلن ها خالص‌تر است و به خاطر داشتن جرم مولکولی و تقطه ذوب یکنواخت، عملکرد بهتری دارد.
فرآیند تولید پلی اتیلن وکس
اپلی اتیلن وکس یکی از محصولات جانبی فرآیند تولید پلی اتیلن است.
گاز اتیلن در هگزان حل می‌شود و همراه با کاتالیست در یک راکتور سه فازی، عمل پلیمریزاسیون انجام می‌شود.این عمل دو جریان اصلی و فرعی دارد. در جریان اصلی پلیمر همراه با کمی حلال و در جریان فرعی وکس با کمی حلال وارد خروجی راکتور می‌شوند.
نوع دیگری از پلی اتیلن وکس با استفاده از روش شکست زنجیره مولکولی پلی اتیلن سبک خطی بدست می‌آید. این مواد داری خلوص بالا و توزیع طول زنجیره باریک تولید می‌شود.
در این روش بعد از تولید وکس از پلی اتیلن در فراِیند تکمیلی گروه های قطبی با زنجیره های وکس واکنش داده و تولید وکس قطبی می‌کند که در صنایع مختلف رنگ، پلیمر و روکش به کار می‌رود.
یکی دیگر از پرکاربردترین مصارف آن، تولید امولسیون وکس های پلی‌اتلینی است که از نظر اقتصادی بسیار به صرفه است.کلمه وکس اصولاً به مواد ارگانیک متنوعی گفته می‌شود که در دمای معمولی محیط جامد هستند ولی هنگامی که در معرض دمای بالاتر قرار می‌گیرند، تبدیل به مایع می‌شوند. ترکیبات شیمیایی پلی اتیلن وکس بسیار پیچیده است و یکی از منابع اصلی تولید آن نفت است.
پلی اتیلن وکس ها دارای یک یا چند مولکول مشابه هستند و وزن های مولکولی آنها با یکدیگر متفاوت است. این ماده با کاهش دما منقبض شده و جمع می‌شوند و با افزایش دما انبساط پیدا می‌کنند. تغییرات دما تاثیر مهمی در شکل ظاهری وکس ها دارد و با افزایش دما، انعطاف پذیری بیشتری پیدا می‌کنند. فرایند تولید این ماده در شکل 2 آورده شده است:
شکل 1- فرآیند تولید پلی اتیلن وکس
کاربردهای پلی اتیلن وکس
موم پلی اتیلن را می توان به عنوان ماده معدنی، لغزنده، افزودنی رزین و ماده آزاد کننده قالب استفاده کرد. این ماده به عنوان یک محصول پذیرفته شده برای سطح برخی میوه ها با استاندارد E914 در اتحادیه اروپا مجاز است.
کاربرد اصلی این ماده در تولید جوهر، رنگ، پلاستیک مهندسی (کامپوزیت ها)، مستربچ، اکستروژن PVC، روانکاری، چسب ذوب داغ، پراکندگی رنگدانه / عامل رنگ آمیزی، پوشش، اصلاح سطح، ماده آزاد کننده، تنظیم ویسکوزیته، مقاومت در برابر خراش، مواد افزودنی و تثبیت کننده ها، جلا، پردازش لاستیک، WPC، ترکیب با وکس های دیگر و غیره است. اهمیت موم یا وکس این است که باعث خاصیت دفع آب و لغزش بهتر می‌شود. موم پلی اتیلن هنگام استفاده صحیح موارد زیر را به شما ارائه می‌دهد:
- ضد ته نشینی
- مقاومت در برابر سایش
- مقاومت در برابر خم شدن
- مقاومت در برابر آسیب
در صنعت جوهر این مواد مزایای مشابهی دارند. بیشتر انواع جوهر حاوی موم پلی اتیلن به عنوان روشی برای بهبود ضریب اصطکاک و افزایش مقاومت در برابر خراش است. وکس PE پایدار در برابر حرارت و مقاوم در برابر مواد شیمیایی است. ترکیب این ویژگی ها با مقاومت در برابر سایش و نقاط ذوب گسترده ، این ماده را به گزینه ای غیرقابل بحث برای طیف وسیعی از کاربردهای صنعتی تبدیل می‌کند.
میزان مصرف جهانی پلی اتیلن وکس
در شکل ذیل میزان مصرف جهانی پلی اتیلن وکس در صنایع مختلف آورده شده است:
Application 2: Adhesives, Application 3: Rubber, Application 4: Cosmetics, Application 5: Paints & Coating, Application 6: Textile
شکل 2- میزان مصرف پلی اتیلن وکس در صنایع مختلف در سال 2019
شرایط بسته بندی و نگهداری
به صورت فله در جامبو بگ و یا کیسه های پلیمری 25 کیلویی بسته بندی می‌شود. بایستی از گرما و نور مستقیم خورشید محافظت شود. بین دمای صفر تا 40 درجه سانتیگراد در مکان خشک و با تهویه مناسب نگهداری شود.نحوه بسته بندی این ماده مشابه اسید بوریک می‌باشد. و همچنین نحوه نگه داری آن کاملا مشابه بوراکس می‌باشد.