بولي الايثلين منخفض الكثافة LDPE
تعد البلمرة تحت الضغط المرتفع بلمرة جذرية من الشكل التالي :
R° + CH2=CH2 ⟶ R-CH2-C°H2 ⟶ R-CH2-CH2-CH2-CH2 ⟶ R[CH2-C°H2]n
تتوقف السلسلة عن النمو عندما يرتبط جذران بالسلسلة الأمر الذي يؤدي الى توقف نمو المراكز الفعالة.
R[CH2-C°H2]n + R[C°H-CH2]m⟶ R(CH2-CH2)n-(CH2-CH2)m-R
يتبلمر الايثلين تحت الضغط المرتفع الذي يتراوح بين 1000 و 2000 ضغط جوي ودرجات حرارة بين 100 و 170 درجة مئوية ويحذر من ارتفاع درجة الحرارة كي لا يؤدي ذلك إلى تخريب البوليمر .
لقد استخدمت عدة مواد وسيطة في عملية بلمرة الايثلين تحت الضغط المرتفع وفي مقدمتها الاكسجين ومع هذا فإن نسبة وجوده في عملية البلمرة تلعب دوراً مهماً.
فالمردود الأفضل الناتج عن عملية البلمرة والحاوي فقط على 0.05 من الأكسجين المشارك في عملية البلمرة والذي لا يجوز أن تزيد نسبته على 0.2 حيث من المعروف أن تفاعل عملية البلمرة قوي وناشر للحرارة ومن الامور المهمة هي طريقة للتخلص من هذه الحرارة .
وفيما يلي مخطط يبين سير عملية البلمرة تحت الضغط المرتفع.
الإضافات المستخدمة مع البولي ايثلين :
تضاف إلى البولي ايثلين أنواع عديدة من الإضافات بغية تحسين أو إدخال بعض الخصائص على البوليمر.
وفيما يلي نذكر أهم هذه الإضافات .
1- المواد المضادة للأكسدة
تضاف هذه المواد إلى البولي ايثلين بغية المحافظة على الخواص الفيزيائية والكيميائية مثل اللون ومعامل الانسياب أو السيولة واهم المواد المضادة للأكسدة هي ثنائي بيوتيل ثلاثي باراكريزول.
2- المواد المانعة للالتصاق
- تضاف المواد المانعة للالتصاق بغية منع التصاق دقائق البولي ايثلين مع بعضها ويستخدم لذلك نوع من السليكا وسليكات الكالسيوم.
- عند إضافة كمية زائدة من المواد المانعة للالتصاق يؤدي ذلك الى ظهور بقع شاحبة على الرقائق المنتجة من البوليمر.
3- المواد الانزلاقية
- تضاف بعض المركبات إلى البولي ايثلين بغية رفع درجة انزلاق دقائق البولي ايثلين على بعضها وتمنع الالتصاق بينها وتقلل الاحتكاك بين سطوح الرقائق الملامسة بعضها وبين سطوح الآلات المستخدمة لتصنيعها.
- تبلغ نسبة هذه العوامل المضافة بحدود من 1 إلى 3 % من وزن البوليمر.
- من اهم مركبات الانزلاق اميدات الحموض الدسمة أو مشتقات استرات الحموض الدسمة، ولمركبات الانزلاق وموانع الالتصاق دور كبير في تسهيل عملية بثق البوليمر عند تصنيعه إلى رقائق أو تحويل الرقائق إلى أكياس بلاستيكية أو عند استخدام رقائق البولي ايثلين في التغليف.
- عند إضافة كمية زائدة من عوامل الانزلاق يؤدي ذلك الى الإفراط في انزلاق المنتج حيث يصعب تكديس الاكوام من الأكياس على بعضها في المخازن والى صعوبات عند لحم أطراف رقائق البولي ايثلين.
4- عوامل مانعة للشحنات المستقرة
- إن إضافة بعض المركبات الى البولي ايثلين تقلل من تكون الشحنات المستقرة على سطوح الرقائق والبضائع المنتجة من البولي ايثلين وبذلك تمنع تراكم الأوساخ والغبار على هذه المنتجات.
- إن هذه الخاصة مهمة جداً عند استخدام البولي ايثلين لأغراض التغليف وخاصة عند تغليف المواد الغذائية.
- أهم المركبات المستخدمة لهذا الغرض هي مشتقات الاينوكسي للأمينات الشحمية.
5- المواد الملونة
- تضاف الى البولي ايثلين بعض المواد الملونة
- حيث يستخدم الكربون بمثابة الصبغة السوداء وقد تضاف أنواع من الأصبغة الأخرى إذ تضاف هذه الاصباغ الى البولي ايثلين بغية الحصول على بوليمر ذي لون مناسب.
- إن لاستخدام مسحوق الكربون بمثابة اللون الاسود أهمية خاصة لأن الكربون يمنع تأثير الأشعة فوق البنفسجية على البوليمر إضافة الى تلونه.
عند اختيار المواد المضافة يجب مراعاة مايلي :
- ألا تتفاعل المواد المضافة مع بعضها
- غير سامة
- أن تمتزج مع البولي ايثلين
- أن تكون رخيصة الثمن
- أن تكون عديمة الرائحة.
العوامل المؤثرة في زيادة تفرع البوليمر
- يتوافر عدد من العوامل التي تؤثر في نسبة تكوين السلاسل الجانبية في البوليمر منها مثلاً الدرجات الحرارية في المفاعل والضغوط المنخفضة ونسب التحول العالية، أن هذه العوامل تؤدي الى زيادة تفرع البوليمر بسبب حدوث تفاعلات إنتقال السلسلة النامية الى البوليمر.
- من العوامل الأخرى المؤثرة في زيادة تفرع البوليمر هو بقاء المواد المتفاعلة في المفاعل فكلما ازداد زمن مكوث مزيج البلمرة في المفاعل ازدادت درجة التفرع.
- وبغرض السيطرة النوعية للبوليمر لا بد من قياس المثافة ومعرفتها لأنها تعبر عن درجة التفرع في البوليمر.
- كذلك لا بد من دراسة لزوجة المنصهر باستخدام مقاييس اللزوجة ذات الانبوبة الشعرية وتتلخص طريقة دراسة منصهر البوليمر ليمر من الانبوبة الشعرية فيمكن تحديد سرعة انسياب أو جريان منصهر البوليمر في تجويف القالب تحت ضغط معين و درجة حرارة معينة، بالنسبة للبولي ايثلين تجري القياسات عادةً عند درجة الحرارة 190 مئوية .