پلی اتیلن از اتیلن پلیمریزه تشکیل شده است که توسط یک پیوند دوگانه متصل شده اند. این ماده یک ترموپلاستیک بسیار بادوام و مقاوم در برابر مواد شیمیایی است. از آنجایی که پلی اتیلن یک ساختار بلوری متغیر می باشد، بسته به نوع آن برای مصارف مختلف از جمله ظروف آشپزخانه، ظروف پلاستیکی،لوله های پلاستیکی، لوله، آستر اسباب بازی، عایق کابل و به طور گسترده در ساخت فیلم های بسته بندی و همچنین در تولید کیسه سوپرمارکت یا کیسه و بطری های پلاستیکی شفاف کاربرد زیادی دارد.
پلی اتیلن فواید زیادی دارد، قوی، بادوام و مقاوم در برابر سایش و پارگی است، به این معنی که برای مدت طولانی دوام می آورد، یک عایق خوب است و آن را برای عایق کاری اجزای الکتریکی ایده آل می کند و همچنین در برابر مواد شیمیایی مقاوم است و در برابر حلال های خاص و اسیدهای رقیق مقاومت می کند، قابل انطباق است و پردازش آن آسان است، به ویژه برای قالب گیری تزریقی مفید است.
محصولات زیادی وجود دارند که می توان آن ها را با پلی اتیلن تولید کرد که تنوع زیادی دارند که برخی از آن ها برای اهداف خاص تری ساخته می شوند، در حالی که انواع دیگر تقریباً برای هر چیزی در دنیای پلاستیک عالی هستند.
معرفی برخی از مهم ترین انواع پلی اتیلن ها
پلی اتیلن با وزن مولکولی فوق العاده بالا (UHMWPE)
UHMWPE به دلیل ساختارهای زنجیره ای بسیار طولانی که دارد، یک ماده سخت با وزن ملوکلولی فوق العاده بالا است. این پلیمر سایش و پارگی سنگین را تحمل می کند و همچنین ضریب مقاومت بالا و اصطکاک پایینی دارد. UHMWPE گزینه مناسب برای مقاصد صنعتی است.
پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE)
HDPE محبوب ترین فرمت این ترموپلاستیک پلی اتیلن با چگالی بالا است. این پلیمر بسیار انعطاف‌پذیر بوده و برای مواردی مانند بطری‌های پلاستیکی و لوله‌های محکم انتخاب مناسبی است. از HDPE می توان به عنوان ماده سخت و قوی برای سطوح سازه ها استفاده کردو قابل شکل پذیری با دستگاه CNC یا قالب است.
پلی‌اتیلن با چگالی متوسط (MDPE)
این پلیمر، به طور گسترده‌ای در تولید لوله‌های گاز و آب، بسته‌بندی‌ها، تانک‌های ذخیره‌سازی، محصولات قالب‌گیری چرخشی و محافظکابل‌ها استفاده می‌شود. MDPE ویژگی‌های خوب هر دو نوع پلی‌اتیلن با چگالی پایین و بالا را داراست، به طوری که انعطاف‌پذیری بیشترینسبت به HDPE و مقاومت بیشتری نسبت به LDPE دارد.
پلی اتیلن کم چگالی (LDPE)
LDPE در تولید محصولاتی که شفافیت در آن ها مهم است می تواند انتخاب مناسبی باشد. شفافیت LDPE به دلیل بلورینگی کمتری که دارد، اگرچه خیلی سخت نیست اما این نرمی به آن انعطاف بیشتری میدهد.
پلی اتیلن خطی با چگالی کم (LLDPE)
LLDPE بسیار شبیه به پلی‌اتیلن کم‌چگالی است، اما پلی‌اتیلن با چگالی کم خطی قابل خم شدن و نرم‌تر است. این ویژگی به دلیل شاخه‌های باز در ساختار مولکولی آن است.اگر به ماده ای با استحکام کششی عالی و توانایی کشش و ماندن (که به عنوان کشیدگی نیز شناخته می شود) نیاز دارید، LLDPE گزینه مناسبی است. این پلاستیک برای فیلم های کششی در صنایع مختلف محبوب است.
نقش پلی اتیلن در صنایع لوله سازی
از اواخر دهه 1950 و اوایل دهه 1960، پلی اتیلن راه خود را به گوشه و کنار زندگی ما باز کرده و صنعت چند میلیارد دلاری را راه اندازی کرده است چون ویژگی های خاص پلی اتیلن با چگالی بالا وجود دارد که آن را به یک جایگزین مناسب تبدیل می کند.
برای نصب یک سیستم لوله کشی جدید یا بازسازی یک سیستم موجود، الزامات خاصی برای لوله کشی وجود دارد: نصب آن ساده باشد، نشتی نداشته باشد یا هزینه زیادی برای نگهداری نداشته باشد و بادوام باشد. لوله های پلی اتیلن به راحتی میتوانند خواسته های فوق را برآورده کند.
مزایای لوله پلی اتیلن
لوله ها از جنس پلی اتیلن نسبت به سایر لوله ها محبوبیت بیشتری دارند. این لوله های پلیمری که از ترکیب مواد اولیه با تراکم های مختلف تولید می شوند، دارای ساختاری قوی و مقاوم در برابر فشار بالا می باشند. در این لوله ها میزان تأثیرپذیری از ضربه نیروهای خارجی بسیار کم بوده و نرخ ارتجاعی بالایی دارند و همچنین نصب راحتی دارد.
لوله پلی اتیلن در برابر خوردگی در تمام شرایط زمین مقاوم هستند و انعطاف پذیری آن باعث می شود تا در برابر حرکات زمین مقاومت کند و هیچ لایه یا پوشش محافظی هم نیاز ندارند. همچنین لوله پلی اتیلن می توانند به صورت ذوب یا جوش لب به لب به هم متصل شوند، بنابراین خطر نشتی در نتیجه اعوجاج اتصال ( اعوجاج یا پیچیدگی (Distortion) به تاب برداشتن یا تغییر شکل دائمی قطعه می‌گویند) وجود ندارد.
خلاصه ای از خواص لوله پلی اتیلن
- لوله های مقاوم در برابر فشار بالا هستند و در بسیاری از مناطق زیرساخت ترجیح داده می شوند.
- لوله های پلی اتیلن خاصیت ارتجاعی بالایی دارند.
- در برابر مواد شیمیایی بسیار مقاوم هستند.
- ساختار بسیار قوی دارد و در مقابل شکستگی، ترک خوردن و در برابر خطر هر نیروی خارجی بسیار مقاوم است. بنابراین، اغلب در مناطق زیرساختی ترجیح داده می شود.
- لوله های مورد استفاده در حمل و نقل آب های زیرزمینی از نظر بهداشتی بسیار تضمین شده هستند زیرا خطر نشت مواد شیمیایی را ندارند.
- آنها تحت تأثیر حرکات زیرزمینی احتمالی قرار نمی گیرند.
موارد استفاده از لوله های پلی اتیلن
- انتقال آب از زیر زمین
- در صنایع دارویی و شیمیایی
- خطوط عبور زیردریایی
- صنایع غذایی
- شبکه های آبرسانی شهری و روستایی
- شبکه های فاضلاب شهری و روستایی
- شبکه های زهکشی
- سیستم های سیالات و فاضلاب صنعتی
- سیستم های آبیاری تحت فشار (سیستم آبیاری قطره ای و بارانی)
- سیستم های آبیاری متحرک
- پوشش کابل های مخابراتی / پوشش های فیبر نوری
- پوشش کابل برق
- پوشش لوله فلزی
- کانال های تهویه
معرفی و کاربرد چند نوع از لوله های پلی اتیلن
در صنعت خطوط لوله، معمولا از لوله های پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE) استفاده می شود. با توجه به این که مواد اولیه کم هزینه است اما عمر طولانی، مقاوم در برابر دماهای بالا (تا دمایی 30-60 سانتگراد بدون افت کیفیت مقاومت میکند)، مقاوم در هر نوع شرایط آب و هوایی و مقاوم در برابر پارگی و ترک خوردگی باعث شده تا حد زیادی در لوله کشی تجاری استفاده می شود.
MDPE یا پلی اتیلن با چگالی متوسط، ترکیبی است که بیشترین استفاده را در شبکه سازی آب، زهکشی تنه، شبکه های بالارونده یا آب سرد خانگی دارد ونیز برای کاربردهای عمرانی، زیرساخت‌های تجاری و پروژه‌های تامین آب، از جمله خطوط اصلی، ایده‌آل می باشد. این نوع لوله پلی اتیلن به دلیل مقاومت در برابر ضربه بالا و استحکام خوب در کاربردهای بدون ترانشه نیز به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد.
با رواج افزاینده فناوری بدون ترانشه در سراسر صنعت عمران، نیاز افزاینده ای به تعمیر سیستم های قدیمی وجود دارد. چسباندن لوله های موجود با MDPE یک راه حل اثبات شده و فوق العاده موثر است.می توان آن را به عنوان مقاومت بالا در برابر انواع خوردگی، وزن سبک و حمل آسان با افت فشار کم هنگام کنترل لوله های فلزی بیان کرد. علاوه بر همه این ها می توان گفت که دوستدار محیط زیست است و طبیعت را آلوده نمی کند.
اگر به تاریخچه استفاده از لوله های پلی اتیلن نگاهی بیندازیم، می توان بیان کرد که در نتیجه توسعه پتروشیمی، پیشرفت در تنوع مواد اولیه پلاستیک به حد بالایی رسیده است که باعث افزایش خرید مواد شیمایی در صنعت پلیمر شده است. پلی‌اتیلن به دلیل کارایی بالا و مقرون به صرفه بودن آن و همچنین در حوزه‌ی بازیافت، با جمع‌آوری و بازیابی پلاستیک‌های دورریخته‌شده و تبدیل آنها به مواد خام جدید، دوباره قابل استفاده می‌شود. این ویژگی باعث شده است که پلی‌اتیلن در صنایع لوله‌سازی بسیار محبوب باشد.
سوالات متداول پلی اتیلن
پلی‌اتیلن چیست و چرا در صنعت لوله‌سازی کاربرد گسترده‌ای دارد؟
پلی‌اتیلن یک ترموپلاستیک بادوام و مقاوم در برابر مواد شیمیایی است که به دلیل انعطاف‌پذیری، مقاومت در برابر خوردگی و طول عمر بالا، به یکی از بهترین گزینه‌ها برای تولید لوله‌های آب، فاضلاب، زهکشی و آبیاری تبدیل شده است.
تفاوت لوله HDPE و MDPE در چیست؟
HDPE سخت‌تر، مقاوم‌تر و مناسب فشارهای بالا است؛ درحالی‌که MDPE انعطاف‌پذیری بیشتری دارد و برای شبکه‌های آبرسانی، خطوط گاز و پروژه‌های بدون ترانشه انتخاب بهتری محسوب می‌شود.
آیا لوله پلی‌اتیلن در برابر خوردگی و مواد شیمیایی مقاوم است؟
بله، لوله‌های پلی‌اتیلن ذاتاً در برابر انواع مواد شیمیایی، خاک‌های خورنده و رطوبت مقاوم هستند و نیازی به پوشش‌های محافظ اضافی ندارند.
طول عمر لوله پلی‌اتیلن چقدر است؟
در صورت استفاده از مواد اولیه مرغوب و نصب صحیح، لوله پلی‌اتیلن می‌تواند بیش از ۵۰ سال عمر مفید داشته باشد و در برابر ضربه، فشار و حرکات زمین عملکرد بسیار پایداری ارائه دهد.
مهم‌ترین کاربردهای لوله پلی‌اتیلن چیست؟
از لوله‌های پلی‌اتیلن در شبکه‌های آب شهری و روستایی، سیستم‌های آبیاری قطره‌ای و بارانی، خطوط فاضلاب، زهکشی، پوشش کابل برق و مخابرات، انتقال آب زیرزمینی و خطوط گاز کم‌فشار استفاده می‌شود.