امروزه از پلیمرها به‌خصوص پلی اتیلن در صنایع مختلفی به‌طور گسترده استفاده می‌شود. تنها کافی است چند مورد از وسایلی که در تولید آن‌ها از پلی اتیلن استفاده شده را نام ببریم تا به‌خوبی متوجه شوید که زندگی امروزی ما تا چه حد زیادی به پلی اتیلن ها وابسته است.   حتی از ضایعات پلی اتیلن نیز پس از بازیافت می‌توان همانند پلی اتیلن استفاده کرد. توجه داشته باشید با بکارگیری پلی اتیلن ضایعاتی ماده اولیه مورد نیاز برای خطوط تولید لوازم پلاستیکی، ظروف آشپزخانه، اسباب بازی‌ها، الیاف، کابل‌های برق و مخابرات، مخازن نگهداری آب و مواد شیمیایی و غیره به‌خوبی و با هزینه‌ای کم‌تر تامین می‌شود.

تعریف و تاریخچه پلی اتیلن

پلی اتیلن Polyethylene یا همان پلی اتن، پلیمری است که ساختاری کریستال مانند دارد و قابل ارتجاع در گرما (ترموپلاستیک) است. این ماده که از ترکیب نفت خام و گازهای طبیعی به وجود آمده و به اختصار PE نوشته می‌شود، در حال حاضر جزو رایج‌ترین و مهم‌ترین پلاستیک‌های دنیا به حساب می‌آید که از قضا میزان تولید انبوهی هم دارد. ناگفته نماند از این پلیمر پرکاربرد در وهله اول در صنعت بسته‌بندی و برای تولید محصولاتی مانند کیسه‌های پلاستیکی، فیلم‌های پلاستیکی، ژئوممبران، ظروفی مانند بطری و غیره استفاده می‌شود.   به‌طور‌کلی پلی اتیلن جزو پلیمرهایی است که تنوع بسیار بالایی دارند و همین موضوع باعث شده این ماده ویژگی‌ها و کاربردهای مختلفی داشته باشد. مهم‌ترین و بارزترین ویژگی این پلیمر کاربرد فراوانش در صنعت مواد غذایی است آن هم به این دلیل که پلی اتیلن سمی نیست. حالا که با تعریف پلی اتیلن آشنا شدید، بد نیست کمی هم درباره تاریخچه این پلیمر ساده و ارزان اما بسیار پرکاربرد بدانید. این ماده نخستین بار به صورت کاملاً اتفاقی در سال 1898 توسط شیمیدانی آلمانی به نام Hans Von Pechmanv”” ساخته شد. به این صورت که در هنگام حرارت دادن به دی آزومتان توانست ترکیبی مومی شکل و سفید‌رنگ را بسازد که بعدها آن را پلی اتیلن نامیدند.   ناگفته نماند در سال 1993 دو دانشمند دیگر به نام‌های “ازیک ناوست” و “رینولرگیسون” که جزو شیمیدان‌های ICI هم بودند به‌طور تصادفی موفق به سنتز (ساخت) پلی اتیلن صنعتی شدند. کاری که آن‌ها کردند حرارت دادن به مخلوط اتیلن و بنزالدئید در فشار بالا بود که در نتیجه آن به ماده‌ای موم مانند یا همان پلی اتیلن دست پیدا کردند.   بعدها مشخص شد وجود ناخالصی‌های اکسیژن‌دار در دستگاه‌های مورد‌استفاده آن‌ها نقش ماده آغازگر پلیمریزاسیون را ایفا کرده و به‌این‌ترتیب واکنش تولید پلی اتیلن انجام شده است؛ البته در سال 1935 یکی دیگر از دانشمندهای ICI به نام “مایکل پرین” با توسعه روش دو دانشمند قبلی توانست پلی اتیلن را تحت فشار بالا تولید کند که روشی اساسی و بسیار کارآمد برای تولید صنعتی LDPE محسوب می‌شد و در سال 1939 به وفور مورد استفاده قرار می‌گرفت.

کاربردها و مصارف پلی اتیلن

انواع مختلف پلی اتیلن و حتی پلی اتیلن ضایعاتی کاربرد گسترده‌ای در تولید لوازم پلاستیکی مورد‌استفاده در آشپزخانه و همین‌طور صنایع غذایی دارند. اگر بخواهیم کاربردها و مصارف انواع پلی اتیلن را کمی دقیق‌تر بررسی کنیم لازم است مهم‌ترین و معروف‌ترین انواع پلی اتیلن صنعتی را هم خدمتتان معرفی کنیم که بر اساس چگالی شامل موارد زیر است:

• پلی اتیلن با چگالی بالا HDPE: این نوع پلیمر را برای تولید ظروف شیر و مایعات، انواع لوله پلی اتیلن و اتصالات، مخازن آب پلی اتیلنی، انواع وسایل پلاستیکی آشپزخانه، انواع قطعات پلاستیکی، انواع ظروف نگهداری مواد غذایی، کیسه‌های بسته‌بندی، انواع بطری، جعبه‌های حمل و نقل، سپتیک تانک و غیره بکار می‌گیرند.

 

• پلی اتیلن با چگالی پایین LDPE : از این پلی اتیلن معمولاً در تولید ظروف پلاستیکی سبک، کیسه‌های پلاستیکی، انواع قطعات پلاستیکی، الیاف، ظروف و فیلم‌های بسته‌بندی مواد، ورق‌های پلیمری، لوله‌های پلی اتیلن و غیره استفاده می‌شود.

 

• پلی اتیلن سبک خطی LLDPE : کاربرد اصلی این ماده در تهیه انواع وسایل پلاستیکی انعطاف‌پذیر مانند لوله‌هایی با قابلیت خم شدن است زیرا این نوع پلی اتیلن انعطاف‌پذیری بسیار بالایی دارد. ناگفته نماند پلی اتیلن سبک خطی در ساخت روکش کابل‌های برق و مخابرات، قطعات پلاستیکی، انواع پوشش‌ها و فیلم‌های محافظ و غیره نیز به‌طور گسترده‌ای مورد‌استفاده قرار می‌گیرد.

 

• پلی اتیلن خیلی سبک VLDPE : منظور از این نوع پلی اتیلن ماده‌ای با ساختار خطی و دانسیته بسیار پایین است که اغلب در تولید کیسه‌های یخ، مواد غذایی یخ زده، بسته‌بندی مواد غذایی، شلنگ و لوله، اصلاح‌کننده‌های ضربه و غیره استفاده می‌شود.

 

• پلی اتیلن با اتصالات عرضی XLPE : این پلیمر به دلیل داشتن پیوندهای عرضی در ساختارش، گرماسخت شده و چگالی آن افزایش پیدا کرده است. از طرفی خواص آن در دمای بالا بیشتر شده، جریان‌پذیری‌اش کمتر و مقاومت شیمیایی‌اش بهتر! به همین دلیل گزینه بسیار مناسبی برای لوله‌کشی آب آشامیدنی، عایق‌بندی کابل‌های الکتریکی با وتاژ متوسط یا بالا، لوله‌های آب گرم، قطعات قالب‌گیری شده و غیره محسوب می‌شود.

 

• پلی اتیلن با دانسیته یا چگالی متوسط MDPE: از یک چنین پلی اتیلنی در ساخت لوله‌های پلاستیکی، اتصالات لوله‌کشی، انواع فیلم‌های بسته‌بندی، لوله‌ها و اتصالات مخصوص آبیاری و آبرسانی تحت فشار، فیلم‌های بسته‌بندی، پوشش‌های محافظ سطوح فلزی و غیره استفاده می‌کنند.
• پلی اتیلن با وزن مولکولی بسیار بالا HMPE: موارد استفاده از این نوع پلی اتیلن به ساخت قطعات خاص ماشین‌های صنعتی، پوشش‌های ضدگلوله، کالاهای ورزشی محکم، لباس‌های مخصوص و گاهی حتی تولید تجهیزات صنایع دفاعی خلاصه می‌شود.

به‌طور‌کلی انواع پلی اتیلن نام برده شده گریدهای تجاری مختلفی داشته و هر یک از آن‌ها ویژگی‌ها و خصوصیات خاص خودش را دارد؛ در نتیجه طبیعی است که اغلب برای تولید محصول به‌خصوص و متفاوتی مورد استفاده قرار بگیرند. روی‌هم‌رفته لوازم پلی اتیلن مصرفی در روزمره بسیار زیاد هستند. از لوازم بسته‌بندی گرفته تا صنایع خودروسازی، ظروف آشپزخانه، قطعات پلاستیکی اسباب بازی، انواع لوله‌ها و اتصالات مخصوص شبکه‌های آب و فاضلاب و غیره.

انواع ضایعات پلی اتیلن

منظور از ضایعات پلی اتیلن یا پلی اتیلن ضایعاتی در حقیقت آن چیزی است که در حین تولید پلی اتیلن باقی می‌ماند. ناگفته نماند اگر محصول تولیدی نامناسب باشد هم جزو ضایعات PE در نظر گرفته می‌شود. این ضایعات را همچنین می‌توان در زباله‌های شهروندان پیدا کرد. به‌طور‌کلی هر محصولی که از پلی اتیلن تولید شود، یک‌سری ضایعات به همراه خواهد داشت.   از این‌ها گذشته در پروسه تولید مواد مختلف با استفاده از پلی اتیلن بدون شک محصولاتی تولید می‌شود که کیفیت آن‌ها چنگی به دل نمی‌زند و چاره‌ای باقی نمی‌ماند جز این که به‌عنوان ضایعات در نظر گرفته شوند. از طرفی در صنعت تولید همواره تلاش تولیدکنندگان بر این بوده که میزان ضایعات را به حداقل مقدار ممکن برسانند با این حال کاملاً طبیعی است که مقداری پلی اتیلن ضایعاتی باقی بماند که مهم‌ترین آن‌ها شامل موارد زیر است: ضایعات گرانول پلی اتیلن: گاهی در هنگام استفاده از گرانول پلی اتیلن مشکلاتی مانند پاره شدن کیسه گرانول رخ می‌دهد یا این که ممکن است در حین ریختن آن در مخزن، روی زمین بریزد و خاکی و مرطوب شود، در این صورت دیگر امکان استفاده از گرانول وجود ندارد و به ضایعات گرانول پلی اتیلنی تبدیل می‌شود. اگر چنین اتفاقی بیفتد تنها کاری که می‌توان کرد این است که ضایعات PE تولید شده را جمع‌آوری کرده و به مراکز بازیافت مخصوص تحویل بدهند. در این مراکز از دستگاه‌های سنگین و پیشرفته برای شستن و خشک کردن ضایعات گرانول پلی اتیلن استفاده کرده و آن را برای ورود به چرخه بازیافت آماده می‌کنند.

• ضایعات به جا مانده از تولید لوله پلی اتیلن: در فرآیند تولید لوله پلی اتیلن هرچقدر هم که دقت شود باز هم در نهایت به دلایل مختلفی مقداری ضایعات پلی اتیلن یا همان لوله‌های خراب و غیرقابل استفاده روی دست تولیدکننده باقی می‌ماند. رایج‌ترین دلیل تولید ضایعات لوله پلی اتیلن مواردی از قبیل قطع برق و توقف تولید، خرابی دستگاه‌ها، ریختن مواد مذاب روی قسمتی از لوله‌ها در زمان تعویض قالب و راه‌اندازی خط تولید، ایراد داشتن چند متر ابتدایی لوله‌های پلی اتیلن و غیره است. توجه داشته باشید کلیه موارد نامبرده شده منجر به تولید لوله‌های غیراستانداردی می‌شوند که عملاً هیچ کاربردی ندارند مگر این که به‌عنوان ضایعات PE بازیافت شوند.

 

• ضایعات اتصالات پلی اتیلن: تولید اتصالات پلی اتیلن به صورت سفارشی به این شکل است که باید لوله‌ها را برش بزنند که این کار باعث تولید پوشال می‌شود. این قسمت‌های اضافی یکی از انواع پلی اتیلن ضایعاتی است که باید به کارخانه‌های بازیافت فرستاده شود. ناگفته در تولید اتصالات پیچی و جوشی مقدار ضایعاتی که به جا می‌ماند بیشتر از دیگر انواع اتصالات پلی اتیلن است.

 

• ضایعاتی که در هنگام نصب لوله پلی اتیلن باقی می‌ماند: در عملیات نصب لوله‌های پلی اتیلن یک‌سری قطعات و قسمت‌ها باقی می‌ماند که معمولاً جزو پلی اتیلن ضایعاتی به‌حساب می‌آیند و بر اساس نوعی که دارند، بسته‌بندی می‌شوند؛ اما گاهی نیز برخی از این قطعات باقی‌مانده به‌دلیل داشتن استانداردهای لازم می‌توانند بار دیگر مورد استفاده قرار بگیرند.

چرخه بازیافت پلی اتیلن

هر یک از انواع ضایعات پلی اتیلن نام برده شده را می‌توان به صورت اصولی بازیافت کرد. تنها کافی است ناخالصی‌های موجود در ضایعات PE  را طبق شرایط استاندارد و با استفاده از تجهیزات مناسب جداسازی کنند. به‌این‌ترتیب از بازیافت پلی اتیلن ضایعاتی مزایای فوق‌العاده‌ای همچون صرفه اقتصادی، پاکسازی محیط‌زیست و جلوگیری از انباشت پلی اتیلن در طبیعت، امکان استفاده مجدد از مواد پلی اتیلن آن هم تنها با یک پنجم قیمت اولیه، بهتر شدن خواص مکانیکی پلی اتیلن بازیافت شده یعنی استحکام کششی، مقاومت ضربه‌ای و غیره بدست می‌آید. ناگفته نماند آنچه در چرخه بازیافت پلی اتیلن اهمیت بسیار زیادی دارد این است که هر کدام از انواع ضایعات پلی اتیلن در فرآیند جداگانه‌ای بازیافت شوند زیرا هر یک از آن‌ها نقطه ذوب متفاوتی دارند؛ بنابراین هیچ‌گاه نمی‌توان مثلاً گرانول ها را همراه با ضایعات لوله پلی اتیلن دو‌جداره بازیافت کرد. شاید برایتان جالب باشد که بگوییم حتی ضایعات پلی اتیلن دو‌جداره و تک‌جداره هم باید از یکدیگر جدا و سپس بازیافت شوند.

کاربرد پلی اتیلن بازیافتی

با توجه به این که در چرخه بازیافت پلی اتیلن، ضایعات این پلیمر را بازیافت کرده و قابل استفاده مجدد می‌کنند در نتیجه کاربرد پلی اتیلن بازیافتی بسیار گسترده بوده و موارد زیر را در بر می‌گیرد:

• تولید لوازم خانگی و قطعات پلاستیکی این لوازم؛
• تولید انواع بطری؛
• تولید یک‌سری قطعات داخلی اتاق اتومبیل ؛
• تولید انواع کابل برق و مخابرات و همین‌طور محافظ، روکش و عایق این کابل‌ها؛
• تولید مخازن پلی اتیلن که در نگهداری داروها و مواد بهداشتی مورد استفاده قرار می‌گیرند؛
• تولید انواع لوازم پلاستیکی بهداشتی؛
• ساخت انواع پالت‌های بسته‌بندی،
• ساخت نوارهای تسمه بسته‌بندی،
• سبدهای پلاستیکی؛
• جعبه‌های بسته‌بندی؛
• ساخت انواع عایق و پوشش همچون فیلم‌های پلی اتیلن که به‌عنوان عایق رطوبت در گلخانه‌ها و همین‌طور برای بسته‌بندی مواد غذایی و غیره بکار می‌روند؛
• تولید مخازن پلی اتیلن برای نگهداری مواد شیمیایی و غیره؛

می‌بینید که در دنیای امروز نقش پلیمیرها بسیار مهم است و برای تولید اغلب وسایل موردنیاز بشر به آن‌ها نیاز داریم. همین موضوع هم باعث شده روز‌به‌روز میزان استفاده از این مواد بیشتر شود و به‌دنبال آن هم ضایعات پلیمری افزایش پیدا کند که البته این موضوع خطری جدی برای محیط‌زیست به‌حساب می‌آید. به همین دلیل لازم است ضایعات پلی اتیلنی را به‌صورت کاملاً صحیح و اصولی بازیافت کنند تا ضمن تضمین سلامت محیط زیست، بار دیگر بتوان از آن‌ها در تولید لوازم پلاستیکی، کابل‌ها، لوله‌ها، مخازن نگهداری و غیره استفاده کرد.

جمع بندی

پلی اتیلن نوعی پلیمر است که به‌طور گسترده در تولید ترکیبات پلاستیکی بکار می‌رود و بر اساس چگالی به انواع مختلف پلی اتیلن با چگالی بالا، چگالی پایین، سبک خطی و غیره تقسیم می‌شود. به‌طور‌کلی نه‌تنها خودِ پلی اتیلن بلکه ضایعات پلی اتیلن نیز موارد استفاده بسیار زیادی دارند.   از تولید کیسه‌های بسته‌بندی گرفته تا انواع بطری‌ها، مخازن نگهداری مواد شیمیایی، لوازم پلاستیکی آشپزخانه و غیره همه و همه با استفاده از این نوع پلیمر ساخته می‌شوند. به همین دلیل است که بسیاری از تولیدکنندگان در در تولید محصولات خود در کنار استفاده از پلی اتیلن به سراغ ضایعات PE می‌روند. به‌خصوص که بازیافت ضایعات پلی اتیلن باعث صرفه‌جویی در هزینه‌ها و همین‌طور کاهش آلودگی محیط‌زیست می‌شود.

زمینی نو با “ازنو“