Polietilen (PE)
Alçak ve Yüksek Yoğunluklu Polietilen
Molekül yapısının ayarlanması ve katkı ilavesi ile istenen özelliklerde PEler elde etmek mümkündür.
Sağlamdır,
Asit, baz ve çözücülere dayanıklıdır.
Dielektrik özellikleri üstündür,
Çevre şartlarına dayanıklıdır,
Kolay işlenebilirler.
Zincirdeki dallanmalar kristalliğin derecesini tayin eder. YYPEde dallanma çok az olup ve molekül yapısı lineerdir. Kristallik arttıkça sertlik artar, mekanik ve kimyasal özellikler iyileşir ve sıvı ile gazlara karşı dayanıklık artar. AYPEnin kristalliğini ayarlamak için vinil asetat akrilik esterleri ilave edilir. Polimerler için ortalama molekül ağırlığı tanımlanır. Ortalama molekül ağırlığı, yaklaşık olarak erime indeksiyle belirlenir. Erime indeksi molekül ağırlğıyla ters orantılıdır. Yüksek molekül ağırlıklı PEne bağlanmada organik peroksitler kullanılır. PEnin eriyik olarak harmanlanması sırasında eklenen başlıca katkı ve dolgu maddeleri aşağıda verilmiştir.
Oksitlenmeyi önleyiciler: Fenoller, aminler ve fosfitlerdir.
UV kararlılık sağlayıcılar: En önemli katkı karbon siyahıdır. PEnin dışarıda güneşe karşı kullanımda ömrünü uzatır.
Kaydırıcı ve bloklaşmayı önleyiciler: Kaydırıcı olarak yağlık asit aminler, bloklaşmayı önleyici olarak da inorganik (silis gibi) dolgular kullanılır.
Cam elyaf: Germe dayanımı ve mekanik özellikleri artırır. Otomotiv ve boru imalatında kullanılırlar.
Polietilen, yüksek ve alçak basınç prosesleri olmak üzere belli başlı iki temel yöntemle üretilir. Yüksek basınç prosesi ile alçak yoğunluklu polietilen ve kopolimeri düşük basınç prosesiyle ise yüksek yoğunluklu polietilen ve yeni geliştirilmiş olan lineer AYPE türü üretilir. AYPE bir otoklavda veya tübular reaktörde etilen monomerinin 1200-3000 atm basınç ve 130-350 C sıcaklıkta, organik peroksitlerin yardımıyla polimerizasyonundan elde edilir. AYPE yoğunluğu 0,910-0,925 gr/cm3 arasında değişir. YYPE, orgonometalik, krom oksidi, vanadyum ve molibden oksidi gibi katalizörler yardımıyla 1-80 atm basınç ve 70-300 C sıcaklıkta etilenin polimerizasyonu sonucu elde ediler. Polimerler dallanmış moleküller yapıya sahip olup yoğunlukları 0,940-0,965 gr/cm3 arasında değişir.
Orta yoğunluklu PEnin (OYPE) yoğunluğu 0,926-0,940 gr/cm3 arasında olup yüksek veya alçak basınç prosesi ile AYPE ve YYPEnin fiziksel karışımı olarak elde edilir.
PE İşleme Teknikleri
Film Ekstrüzyon: YYPEde az olmakla birlikte AYPEnin en yaygın işleme alanı film imalidir.
Ekstrüyon kalıplama
Üfleme ile kalıplama
Sıcak eriyik kapamaları ve yapıştırıcılar
Toz kaplamalar
Tel ve kablo imali
AYPE filmler parlak, şeffaf ve ucuz olup, işlenmesi kolaydır.
Filmlerin uygulama alanları:
Yiyecek paketleme
İnşaat örtüsü
Ziraat örtüleri
Çöp ve Gübre torbaları
Büzme ile sarma alanları
Kağıdın yerini almakta olan YYPEler yiyecekler paketlenmesinde yaygın olarak kullanılırlar. EVA kopolimerleri film tatbikatında üstün mekanik özellikleri ve parlaklıkları nedeniyle tercih edilirler. Ayrıca, ağır hizmet torbaları imalinde ve sıvıların paketlenmesinde kullanılır. YYPE ve AYPE ekstrüzyon kalıplama alanında çok yaygın kullanılır. YYPE ve AYPE ekstrüzyon kalıplama alanında çok yaygın kullanılır. YYPE, kasa, yer altı kanalları ve büyük boy eşya yapımında; AYPE ise, esneklik sertlik ve parlaklık istenen yerlerde kullanılır.
EVA ve etilen-akrilat ester kopolimerleri ise yüksek esneklik isteyen tatbikatlarda (oyuncak, ev eşyası) kullanılır. Üfleme ile kalıplama yolu ile AYPEden sıkılabilen şişeler imal edilir. Şişirme ile imalat yapılan teknolojide ise yaygın olarak YYPE kullanılmaktadır. (Sıvı deterjan şişeleri, süt ve diğer şişeler)
Yeni bir tüketim sahası da oto benzin depolarıdır. AYPE, kağıt, kumaş gibi yüzeylerin kaplanmasında kullanılır. Bu kaplama, yüzeye sertlik verdiği gibi yüzeyin düzgün olmasını sağlar ve dış şartlara karşı direncini artırır (süt kapları, meyva suyu kutuları). AYPE homopolimer ve kopolimer; sıcak eriyik kaplamalarında kullanılır. Bunlar ya tek başlarına ya da iyileştirici katkılarla kullanılır.
Yiyecek paketleme
İnşaat örtüsü
Ziraat örtüleri
Çöp ve Gübre torbaları
Büzme ile sarma alanları
Kağıdın yerini almakta olan YYPEler yiyecekler paketlenmesinde yaygın olarak kullanılırlar. EVA kopolimerleri film tatbikatında üstün mekanik özellikleri ve parlaklıkları nedeniyle tercih edilirler. Ayrıca, ağır hizmet torbaları imalinde ve sıvıların paketlenmesinde kullanılır. YYPE ve AYPE ekstrüzyon kalıplama alanında çok yaygın kullanılır. YYPE ve AYPE ekstrüzyon kalıplama alanında çok yaygın kullanılır. YYPE, kasa, yer altı kanalları ve büyük boy eşya yapımında; AYPE ise, esneklik sertlik ve parlaklık istenen yerlerde kullanılır.
EVA ve etilen-akrilat ester kopolimerleri ise yüksek esneklik isteyen tatbikatlarda (oyuncak, ev eşyası) kullanılır. Üfleme ile kalıplama yolu ile AYPEden sıkılabilen şişeler imal edilir. Şişirme ile imalat yapılan teknolojide ise yaygın olarak YYPE kullanılmaktadır. (Sıvı deterjan şişeleri, süt ve diğer şişeler)
Yeni bir tüketim sahası da oto benzin depolarıdır. AYPE, kağıt, kumaş gibi yüzeylerin kaplanmasında kullanılır. Bu kaplama, yüzeye sertlik verdiği gibi yüzeyin düzgün olmasını sağlar ve dış şartlara karşı direncini artırır (süt kapları, meyva suyu kutuları). AYPE homopolimer ve kopolimer; sıcak eriyik kaplamalarında kullanılır. Bunlar ya tek başlarına ya da iyileştirici katkılarla kullanılır.
Polietilenler toz kaplamada da kullanılır. Homopolimer tozlarının fiyatları düşüktür ve aşınmaya karşı dayanıklıdır. Kopolimerler daha pahalı olmakla beraber (EVA, EAA ve ionomer) metallere daha kolay yapışırlar. PE tozlar otomotiv halılarının yapımında ve buzdolabı rafı imalinde kullanılır.
PEnin tel ve kablo imali giderek yaygınlaşmaktadır. Tüm PEler bu alanda kullanılır. Yüksek molekül ağırlıklı, yüksek ısı kararlıklı, karbon siyahı AYPEler kabloların dış kılıflarında kullanılır.
Karbon siyahı bu kılıfın UV ışığına dayanımını artırır. Erime indeksleri 0,2-0,5 g/10dak arasındadır.
YYPE ve PP telefon kabloların izolasyonunda kullanılır. Çok damarlı kablo izolasyonunda AYPE yanı sıra OYPE ve YYPE de kullanılmakta olup, kaplama hızı 2000-6000 ft/dak.dır. YYPE sertliği nedeniyle yaygın olarak kullanılır. Ayrıca organik çözücüleri dayanıklı olup ve kabloda bulunan petrol jelini emme oranı düşüktür. EVA, EEA kopolimerleri kablo izolasyonunda yaygın olarak kullanılır. Etilen-propilen kauçukları kablo üretiminde AYPE ve kopolimerlerle rekabet etmektedir. Etilen-akrilik asit kopolimerleri daha çok mühürleyici ve yapıştırıcı olarak kullanılır.
b) Lineer Alçak Yoğunluklu Polietilen
Geleneksel olarak, polietilenin, alçak ve yüksek yoğunluklu olmak üzere iki tipi vardır. Polietilen endüstrisinde, alçak basınç işlemlerindeki gelişmelere dayalı olarak diğer bir alçak yoğunluklu PE türü olan lineer alçak yoğunluklu PE üretilmektedir. Elde edilen reçine, etilen-alfa olefin kopolimeri olup, lineer bir yapıya sahiptir. Son zamanlarda alçak basınçlı otoklav ve tubülar reaktörler kullanmak suretiyle LAYPE üretimi yapılmaktadır. LAYPEnin özellikleri kayda değer şekilde AYPEden farklıdır. Gerilime dayanımı ve uzama AYPEye nazaran daha yüksek, darbe dayanımı daha iyidir. Isı direnci 15 C de daha yüksek, işlenmesi daha zordur. Buna karşılık, berraklık, parlaklık daha kötü olup, erime gücü daha düşüktür. Farklı katalizörlerin yapısına bağlı olarak üretilen farklı moleküler yapıdaki LAYPE türleri farklı yöntemlerle işlenirler.
Kullanım Alanları;
Film: çöp torbaları, zirai amaçlı ağır hizmet torbaları imalinde inşaatçılıkta ve genel olarak ambalajlamada kullanılır.
Enjeksiyon kalıplama: Ev eşyaları yapımında ve rotasyon kalıplamak çok iyi; alışveriş torbası, seralık film, oyuncak imali şişirerek kalıplama ve köpük uygulamalarında orta derecede sonuç vermekte olup, büzgü torba, laminasyon, tozla ekstrüzyon kaplama uygulamalarında kullanılmaktadır.
c) Yüksek Molekül Ağırlıklı Polietilen
Çok yüksek molekül ağırlıklı polietilen (ÇYMA) çok yüksek molekül ağırlığına sahip (2-6 milyon) olup, özellikleri aşağıda verilmiştir.
Termoplastiklere kıyasla yüksek aşınma direnci,
Yüksek darbe dayanımı,
Düşük sürtünme katsayısı,
Kendi kendini yağlama,
Düzgün yüzey,
İyi kimyasal ve gerilme dayanımı,
Ses yalıtımını sağlayan özellikler
Et ve diğer yiyeceklerin ambalajında kullanılmak üzere FDA ve USDA onaylı.
İşlemenin zor olması nedeniyle, bu maddenin konvansiyonel enjeksiyon kalıplamada ve ekstrüzyon ekipmanında kullanılmaması ÇYMAPE için bir dezavantajdır. ÇYMA üretiminde kullanılan modifiye edilmiş ziegler katalizör sistemi, YYPEnin üretildiği konvansiyonel sisteme çok benzemektedir.
ÇYMAPEnin bazı ilave özelliklere sahip olması için çeşitli dolgu ve polimer iyileştirici katkılar ilave edilebilir. Grafit, elyaf, talk, tozmetaller, camelyafı vs. sertliğini artırmak, yük altında şekil bozukluğunu azaltmak için ilave edilir. Silikon yağının ve molibdenum disulfidin ilave edilmesi sürtünmeyi azaltır.
Bileşik halindeki polietilen ekstrüzyon ve kalenderlemeyle film ve levha; sıkıştırılarak enjeksiyonla kalıplama yöntemiyle kalıplanmış parçalar imal etmek için mükemmel bir üründür. Bunlardan başka, darbe dayanımını artırmak amacıyla PVCetilen polimer ve kopolimeri stiren bazlı polimerler ve diğer plastiklerle kuru olarak harmanlanırlar. Harmanlama işlemleri düşük ya da yüksek hızlı karıştırıcılarla yapılır.
Eriyik halinde bileşik hazırlama bilinen ekstruderlerle yapılır. Hazırlanan bileşiğin cinsine göre, sıcaklık 300-425o F arasında değişir. Kalenderleme, yumuşak vinilli polimerlerde olduğu gibi yapılmaktadır. Yanlış PE reçineleri için daha büyük güç gerekmektedir.Sıcaklık 300 – 350o F arasında değişir. Yalnız reçinenin içindeki havanın vakum ağzıyla alınması gerekmektedir. En iyi sonuçlar, iki aşamalı, vakum ağızlı ekstruderlerden alınmaktadır.
bilgiustam.com
