امتیاز موضوع:
  • 0 رأی - میانگین امتیازات: 0
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
معرفی لوله پنج لایه انواع پلی اتیلن و مزایای آن
#1
انواع پلی اتیلن را می توان به 4 دسته ذیل تقسیم نمود:

1- LDPE

2- LLDPE

3- HDPE

4- پلی اتیلن ترفتالات


1. پلي اتيلن سبك (Poly ethylene low density)(LDPE)

سایر اسامی: اتن هموپليمر, اتيلن هموپليمر, اتيلن پليمر اين پلي‌ اتيلن داراي زنجيري شاخه‌دار است بنابراين زنجيرهاي LDPE نمي‌توانند بخوبي با يكديگر پيوند برقرار كنند و داراي نيروي بين مولكولي ضعيف و استحكام كششي كمتري است. اين نوع پلي ‌اتيلن معمولا با روش پليمريزاسيون راديكالي توليد مي‌شود. از خصوصيات اين پليمر ، انعطاف‌پذيري و امكان تجزيه بوسيله ميكروارگانيسمها است. پلي اتيلن به لحاظ فشردگي كم و پايين مولكولي از دانسيته پايين برخوردار است كه همين امر، باعث افزايش انعطاف­پذيري آن مي­شود اين خاصيت باعث شده كه بيش از پنجاه درصد از توليد اين محصول در ساخت فيلم و ورق جهت مصرف در روكش­هاي طلقي شفاف، آسترهاي بسته­بندي، كاورها و چمدانها مصرف گردد. همچنين جهت ساخت ظروفي مانند بطريهاي تحت فشار از اين نوع پليمر استفاده مي­شود . مصرف ديگر پلي اتيلن سبك، عايق­كاري سيم و كابل و روكش كاغذ مي­باشد. لوله پلی اتیلن اولين بار بطور اتفاقي توسط شيميدان آلماني "Hans Von Pechmanv" سنتز شد. او در سال 1898 هنگام حرارت دادن دي آزومتان ، تركيب مومي شكل سفيدي را سنتز كرد كه بعدها پلي اتيلن نام گرفت. اولين روش سنتز صنعتي پلي اتيلن بطور تصادفي توسط "ازيك ناوست" و "رينولرگيسون" ( از شيميدان‌هاي ICI ) در 1933 كشف شد. اين دو دانشمند با حرارت دادن مخلوط اتيلن و بنزالدئيد در فشار بالا ، ماده‌اي موم‌مانند بدست آوردند. علت اين واكنش وجود ناخالصي‌هاي اكسيژن‌دار در دستگاه‌هاي مورد استفاده بود كه بعنوان ماده آغازگر پليمريزاسيون عمل كرده بود. در سال 1935 "مايكل پرين" يكي ديگر از دانشمندهاي ICI اين روش را توسعه داد و تحت فشار بالا پلي‌اتيلن را سنتز كرد كه اين روش اساسي براي توليد صنعتي LDPE در سال 1939 شد. موارد مصرف: ماده توليد لوله هاي پلي اتيلني ، ساخت ظروف با حجم كم ، ساخت ظروف خانگي ، اسباب بازي ، روكش سيم هاي برق و مخابرات ، فيلم ، قطعات مختلف اتومبيل ، لوازم ورزشي و آزمايشگاهي و قطعات صنعتي


2. ال ال دي پي ئي(LLDPE)

سایر اسامی: اتن هموپليمر, اتيلن هموپليمر, اتيلن پليمر

دانسيته اين نوع پلي‌اتيلن از پلي‌اتيلن سبك نيز كمتر مي‌باشد. اين نوع پليمر، در مقابل پارگي و سوراخ شدن مقاومت، استحكام وكشش بهتري را نشان مي‌دهد. آمريكاي شمالي، آسيا، پاسيفيك به جز ژاپن و اروپاي غربي به ترتيب بزرگترين توليد كنندگان پلي‌اتيلن در جهان محسوب مي‌شوند. توليد اين پليمر در سال 1998بالغ بر 9/10 ميليون تن بود كه با رشد 2/6 درصدي درسال 2003 به 8/14 ميليون تن رسيد و پيش‌بيني مي‌شود كه در سال 2008 اين رقم به 5/19 ميليون تن درسال برسد. اما چيزي كه جالب به نظر مي‌رسد . اين است كه پلي‌اتيلن سبك خطي به دليل ويژگيهاي منحصر بفردش چندسالي است كه مورد توجه قرار گرفته و روند رو به رشدي را در توليد طي مي‌كند. پلي اتيلن اولين بار بطور اتفاقي توسط شيميدان آلماني "Hans Von Pechmanv" سنتز شد.

او در سال 1898 هنگام حرارت دادن دي آزومتان ، تركيب مومي شكل سفيدي را سنتز كرد كه بعدها پلي اتيلن نام گرفت. اولين روش سنتز صنعتي پلي اتيلن بطور تصادفي توسط "ازيك ناوست" و "رينولرگيسون" ( از شيميدان‌هاي ICI ) در 1933 كشف شد. اين دو دانشمند با حرارت دادن مخلوط اتيلن و بنزالدئيد در فشار بالا ، ماده‌اي موم‌مانند بدست آوردند. علت اين واكنش وجود ناخالصي‌هاي اكسيژن‌دار در دستگاه‌هاي مورد استفاده بود كه بعنوان ماده آغازگر پليمريزاسيون عمل كرده بود. در سال 1935 "مايكل پرين" يكي ديگر از دانشمندهاي ICI اين روش را توسعه داد و تحت فشار بالا پلي‌اتيلن را سنتز كرد كه اين روش اساسي براي توليد صنعتي LDPE در سال 1939 شد.
3. پلي اتيلن سنگين
(High-density polyethylene)(HDPE)
پلی اتیلن از نفت حاصل مي شود. تقريبا هر 1.75 كيلوگرم نفت خام يك كيلوگرم پلي اتيلن سنگين توليد مي كند که این پلی اتیلن سنگین قابليت بازیافت را دارد. و باید گفته شود که عمومی ترین و پرمصرف ترین و شاید اولین نوعی از پلاستیک ها که به وجود آمد پلی اتیلن سنگین (HDPE) بود.زنجيره مولكولي در اين نوع پليمر ، فشرده است كه همين عامل، باعث افزايش دانسيته آن ميشود. لذا انعطاف پذيري به شدت كاهش مييابد. اين نوع پليمر گرچه مقاومت ضربه اي كمتري نسبت به لوله پلی اتیلن سبك دارد اما مقاومت آن در برابر مواد شيميايي همانند مقاومت آن در برابر تنشهاي شكننده محيطي خوب است . لذا از اين نوع پليمر در انواع محصولات تجارتي مانند ظروف نگهدارنده سوخت، صندلي‌هاي مورد استفاده در فضاي باز ، اسباب‌بازيها، جامه‌دانها، لوله‌ها ی انتقال آب فشار قوی , لوله انتقال فاضلاب و مجراها استفاده مي‌شود. نوعي ديگر از پلي‌اتيلن با دانسيته بالا با نام (UHMWPE) وجود دارد كه البته در حجم كمتري متداول است. اين نوع پليمر، ستخت‌تر و سفت‌تر از ساير انواع پلي‌اتيلن است. پلي اتيلن اولين بار بطور اتفاقي توسط شيميدان آلماني "Hans Von Pechmanv" سنتز شد. او در سال 1898 هنگام حرارت دادن دي آزومتان ، تركيب مومي شكل سفيدي را سنتز كرد كه بعدها پلي اتيلن نام گرفت. پلی اتیلن برای اولين بار به روش سنتز صنعتي ,بطور تصادفي توسط "ازيك ناوست" و "رينولرگيسون" ( از شيميدان‌هاي ICI ) در 1933 كشف شد. اين دو دانشمند با حرارت دادن مخلوط اتيلن و بنزالدئيد در فشار بالا ، ماده‌اي موم‌ مانند بدست آوردند.

. از انواع مواد تولیدی این محصولات می توان لوله آبرسانی ,لوله‌های فاضلابی و صنعتی ,ساخت اسباب بازی,لوازم ورزشی, فيلم پلي اتيلن سنگين،ظروف آب معدنی و نوشابه خانواده و . . . را نام برد

پلی اتیلن سنگین به صورت اولیه یکدست، خالص و لیکن غیرشفاف است، رنگی نبوده و در صورت لزوم به آنها رنگدانه اضافه می شود. این مواد در رنگ های سفید، قرمز، آبی، زرد، سبز، مشکی و حتی گاهی به رنگ مواد خام خود استفاده می شوند. عایق الکتریسیته بوده و در برابر حرارت مستقیم از بین خواهند رفت.

سایر اسامی: اتن هموپليمر, اتيلن هموپليمر, اتيلن پليمر
پلی اتیلن ترفتالات
PET
پلی اتیلن ترفتالات پلیمری است که در اغلب کشور ها برای تولید الیاف پلی استر(70 درصد) رزین بطری (22 درصد) فیلم (6 درصد) و رزین های پلی استر مهندسی (2 درصد) به کار رفته ، ولی در ایران این پلیمر بیشتر برای ساخت انواع بطری های آشامیدنی استفاده می شود. با توجه به مقاومت بالای این بطری ها در برابر شکستگی ، دما و نفوذ گازها ، دارا بودن وزن کم و ارزان بودن قیمت نسبت به سایر مواد بسته بندی همچون شیشه و فلز ، تولید بطری های پلاستیکی از این رزین کاربرد گسترده ای پیدا کرده است. که بالتبع موجب ورود بطری های PETمصرفی به جریان زباله های شهری می گردد. بالا بودن حجم این بطری ها نسبت به وزن ، که فضای زیادی را در هنگام حمل و نقل و دفن ف به خود اختصاص می دهند و تجزیه بسیار طولانی آنه در طبیعت (حدود 300 سال) ، باعث گردیده تا مسئله بازیافت این بطری ها، بخصوص در سال های اخیر توجه همگان را به خو جلب نماید.


روش تولید پلی اتیلن ترفتالات (PET )
پلی استرها توسط واكنش دو عاملی اسیدها و الكل ها در حضور یك كاتالیست فلزی تولید می شوند. مرحله پلیمریزاسیون كلیدی به عنوان یك واكنش تغلیظ ، كه مولكولها واكنش داده و آب آزاد می شود ، شناخته شده است كه این توسط واكنش دوم پلیمریزاسیون كه در فاز جامد رخ می دهد دنبال می شود. واسطه های كاربردی در تولید PET ، ترفتالیك اسید خالص و اتیلن گلیكول میباشند كه از مشتقات نفت خام هستند. در زمان حرارت دادن مواد با یكدیگر، اولین محصولی كه تولید می شود منومر است ( بیس هیدروكسی اتیل ترفتالات ) كه با پلیمرهای با وزن مولكولی پایین مخلوط شده ( الیگومر) سپس مخلوط واكنش داده و لوله پلی اتیلن گلایكول مازاد به صورت تقطیری خارج و PETتشكیل می شود. PET در این مرحله به صورت یك مایع ویسكوز مذاب است كه با فشار خارج شده و توسط آب خنك شده و به فرم مواد بی شكل شیشه ای در می آید. گاهی PET بر مبنای دی متیل استر از فتالیك اسید نیز تولید میشود. PET با وزن مولكولی بالا توسط مرحله دوم پلیمریزاسیون به صورت جامد در دمای پایین تولید میشود. این روش باعث از بین رفتن تمام ناخالصی های فرار نظیر استالدهید ، گلیكول آزاد و آب میشود. در تهیه PET رسیدن به وزن مولكولی بالا برای ایجاد خصوصیات میكانیكی ، سختی و مقاومت خزشی ضروری است تا انعطاف كافی در برابر شكستن داشته باشدخالص سازی پلیمر تشكیل شده خیلی مشكل می باشد به همین دلیل مواد اولیه رمز دستیابی به كیفیت بالای پلیمر برای بسته بندی مواد غذایی است. اتیلن گلایكول به راحتی توسط تقطیر خلاء و اسید توسط تكرار بلورینگی از حلال خالص سازی می شود.چنین موادی با خلوص و وزن مولكولی بالا برای بسته بندی كاربردی مواد غذایی لازم اند. كاتالیزورها در غلظت های خیلی كم به منظور توسعه واكنشها و تضمین كاربری اقتصادی استفاده می شوند. عمومی ترین كاتالیزور تری اكسید آنتیمونی است اما نمك های از تیتانیوم ، ژرمنیوم ، كبالت ، منگنز ، منیزیم و روی هم گاهی استفاده می شود که مقدار ناچیزی از آن در درون قالب پلیمر یا در خود زنجیره پلیمر باقی می ماند.



PET به عنوان یك پلیمر semi – crystalline طبقه بندی شده و زمانیكه حرارت داده می شود در دمای بالاتر از 72C از حالت سخت شیشه ای به فرم الاستیكی تغیر پیدا می كند.زمانیكه زنجیره های مولكولی پلیمر كشیده شده و در یك راستا قرار می گیرند به فرم رشته ها و یا در دو جهت به شكل فیلم ها و ورقه ها در می آیند. اگر مواد مذاب سریعا سرد شوند در حالیكه همچنان در حالت كشش نگه داشته شوند.زنجیره ها به صورت جهت دار منجمد شده و سالم باقی می مانند. قرار گرفتن در حالت كشش باعث بروز خصوصیت استحكام می شود. ( خصوصیاتی كه در بطری های PET مشاهده می شود. ) اگر PETدر فرم كشیده شده در دمای 72C نگه داشته شود و به آهستگی بلورینه شود مواد رو به مات شدن میل میكنند ،در نتیجه سختی بیشتر و انعطاف كمتر حاصل میشود.(بعدها آن به عنوان crystalline PET شناخته شد) این فرم قادر است دماهای بالاتر را تحمل كند ومی تواند در تولید سینی و ظروف با تحمل درجه حرارت ملایم گاز استفاده شود. این تكنیك heat setting می باشد كه اغلب خصوصیت مقاومت شستشو و چروك منسوجات پلی استر را بهبود می بخشند. اصلاح ما بین هر یك از این فرم ها یك محدوده وسیع از محصولات متفاوت را تولید می كند كه تمام گونه ها از همان فرمول شیمیایی اصلی PET اند.


کاربرد ها و خواص PET

امروزهPET عمدتاً از ترکیب اتیلن گلیکول با اسید ترفتالیک با کمک گرما و کاتالیزور بدست می آید که پلیمری خطی و مقاوم در برابر حلال ها است.خواص فیزیکی و شیمیایی ویژه، PETمانند استحکام مکانیکی بالا استحکام اتصالات ، شفافیت ، وزن سبک ، بی خطر بودن آن از نظر سمیت و نفوذ ناپذیری در برابرco 2 سبب شده است که به طور گسترده ای در ساخت فیلمهای عکاسی ، بطری های نوشیدنی ، و الیاف به کار رود . همچنین در تهیه الیاف پیوسته BCF و نخ صنعتی و Staple ، POY منسوجات و پوشاک کاربرد دارد . به علت اثر نداشتن PET در مزه و پایداری در برابر گرما به عنوان بسته بندی مواد غذایی نیز استفاده می شود


بررسی سمیت پلی اتیلن ترفتالات ( PET )



PET به صورت بیولوژیكی خنثی ، به صورت جلدی مطمئن برای در دست گرفتن می باشد. اگر بلعیده و یا استنشاق شود خطرناك نمی باشد. در مطالعات تغذیه ای صورت گرفته بر روی حیوانات هیچ مدركی مبنی بر سمیت ماده مورد نظر یافت نشد. نتایج منفی از تستهای Ames ومطالعه بر روی DNA سنتزی (غیر قابل برنامه ریزی شده ) نشان داد كه PET سمیتی بر روی ژنها ندارد. مطالعات مشابه بر روی منومرها و تركیبات واسطه PET نشان می دهد كه این مواد به صورت ضروری سمی نیستند و هیچ تهدیدی برای انسان در بر ندارد. یكی از مواد ویژه كه در سطح وسیع استفاده شده ، تری اكسید آنتیموان است كه باعث سرطان می شود. به هر حال مطالعات كامل بر روی تغذیه حیوانات نشان داد كه هیچگونه ریسكی ناشی از استفاده آنتیمونی در تولید PET وجود ندارد. مطالعه بر روی رژیم غذایی شامل 20 g/Kg تری اكسید آنتیمونی تاثیرات سمی قابل شناسایی بر روی حیوانات نداشت و آزمایشات genotoxin اغلب منفی بود. غدد درون ریز بدن انسان كه كنترل فرایندهای حیاتی انسان نظیر تولید مثل ، تنظیم متابولیسم و دیگر جنبه های توسعه قبل از تولد را به عهده دارد .مواد شیمیایی مصنوعی ساخت بشر ، در صورت جذب در بدن باعث از هم پاشیدن هورمون استروژن اختلال در چرخه غدد درون ریز ، اختلال در تولید مثل و كاهش در تعداد اسپرم میگردد.پس این نكته مهم است كه تركیبات استفاده شده در PET هیچ مدركی مبنی بر فعالیت استروژنیك نداشته باشند.یك مدرك مهم وجود دارد كه نشان میدهد كه این مواد غیر سرطانی و نسبتا ایمن اند.


مزایا و معایب استفاده از PET

مزیت استفاده از بطری های PET این است که درب بطری به راحتی با می شود و قابلیت بسته شدن مجدد را دارد و همچنین سبک و ارزان قیمت می باشند.PET به طور ذاتی مشخصات پلاستیک های زیست تخریب را دارد و در مدت دو سال در زیر خاک بیش از 30 در صد آن تخریب می گردد که بازیافت PET و تبدیل آن به محصولات قابل مصر ف راه حل مناسب تری است . این مواد با اینکه در صد وزنی کمی از کل ضایعات جامعه (حدود 7 درصد) را تشکیل می دهند ولی به علت چگالی کم ، حجم بالایی حدود 30 درصد کل ضایعات را در بر دارند . به طور معمول حدود 800 کیلوگرم زباله در هر متر مکعب فضای دفن جای می گیرد در حالیکه یک متر مکعب فضای دفنی تنها می تواند 35 کیلو گرم بطری را در خود جای دهد.





با توجه به هزینه های بالای ساخت بناهای امروزی ، برنامه ریزی و ارائه راهکار برای افزایش طول عمر ساختمان و عناصر و مصالح به کار رفته در آن امری ضروری به نظر می رسد. یکی از مهم ترین عوامل جهت افزایش طول عمر ساختمان، سیستم تاسیسات و لوله کشی آن است. با پیشرفت صنعت ساخت ساز، مصالح و از جمله لوله ها تغییرات زیادی کرده اند. جدیدترین تحول در زمینه لوله کشی تأسیسات و آب شرب وبهداشتی، تولید و عرضه لوله های تلفیقی پنج لایه PEX-AL-PEX می باشد که از طول عمر بالا و دوام زیادی برخوردار هستند.

نسل جدید لوله های پلیمری که به لوله پنج لایه معروف می باشد که به سرعت در سراسر جهان و از جمله ایران جایگزین لوله های فلزی و دیگر لوله های پلیمری گردیدند. از مزایای لوله پنج لایه می توان به موارد زیر اشاره نمود:

استحکام و دوام طولانی مدت
رعایت کامل استانداردهای بهداشتی
نصب سریع و آسان این نوع لوله ها
قیمت مناسب نسبت به کیفیت و ماندگاری محصول

لوله پنج لایه پکس ال پکس
معرفی لوله پنج لایه

یکی از مزایای اصلی لوله پنج لایه این است که این نوع لوله ها تشکیل شده از یک لایه پلیمر مشبک شده یا PEX، چسب مخصوص، یک لایه آلومینیوم، چسب مخصوص و نهایتاً یک لایه دیگر از پلیمر PEX می باشند. این ترکیب باعث شده است تا لوله های پنج لایه علاوه بر داشتن خواص لوله های فلزی و پلیمری، معایب آن ها را نداشته باشد.
در لوله پنج لایه مایعات و سیالات از جمله آب، به دلیل عبور از درون لایه پلی اتیلن مشبک شده، نه تنها خواص و ویژگیهای خود را حفظ می نماید بلکه به خاطر سطح صیقلی و صاف مواد لایه درونی لوله هیچگونه رسوب و خوردگی بر جای نخواهد گذاشت. در عین حال لایه پکس بیرونی لوله پنج لایه نیز هر گونه فشار.خورندگی و ضربات در هنگام نصب سیستم لوله کشی و پس از آن را در طول زمان تحمل کرده و به خوبی دفع می نماید.لایه آلومینیومی به کار رفته نیز به عنوان لایه میانی در سراسر طول لوله پنج لایه با استفاده از تکنولوژی مدرن خود از یک سو مانع از نفوذ اکسیژن و طبعاً خورندگی گردیده و از سوی دیگر با حفظ حالت لوله در زمان خمش نیاز به مصرف اتصالات گوناگون را کاهش داده و باعث پایین آمدن هزینه لوله کشی تأسیسات ساختمانی و سیستم آبرسانی آنها می شود.
همچنین تولید لوله پنج لایه با در نظر گرفتن کلیه استانداردهای اجباری سلامت و بهداشت مربوط به آب آشامیدنی و نوشیدنی ها در کنار مزیت های ذکر شده می تواند آرامش و آسایش خاطر را برای مصرف کنندگان، سازندگان و پیمانکاران ساختمان و تأسیسات به همراه داشته باشد.
ساختار فیزیکی و شیمیایی لوله ۵ لایه

پلیمر به کار رفته در لوله های پنج لایه ، پلی اتیلن می باشد که یکی از پر مصرف ترین مواد ترموپلاست در جهان بوده و دارای خواص برجسته ای مانند عایق الکتریکی و مقاومت شیمیایی می باشد. البته این پلیمر معایبی همچون عدم مقاومت در برابر حلال ها در دمای بالا را دارا می باشند که محققان برای رفع این مشکلات از عملیات مشبک سازی پلی اتیلن استفاده کرده و پلیمر پکس PEX را تولید نموده اند.

لوله پنج لایه

ساختار فیزیکی لوله پنج لایه از نوع لوله های مرکب است که از ترکیب دو لایه پلی اتیلن مشبک شده به نام PEX و یک لایه فلز و دو لایه چسب مخصوص جهت اتصال این لایه ها به یکدیگر تشکیل شده است. در لوله های پنج لایه ، لایه های داخلی و خارجی از جنس پلی اتیلن مشبک و لایه میانی از آلیاژ آلومینیوم می باشد .
با مشبک شدن پلی اتیلن ، ویژگی های جریانی این پلیمر محدودتر شده و پلیمر در بسیاری از حلالهایی که PE معمولی را حل می کنند حل نمی گردد. علاوه بر این پلی اتیلن اصلاح شده و مقاومت حرارتی آن افزایش یافته و از مقاومت خستگی بسیار بیشتری برخوردار می شود.

استفاده از لایه آلومینیوم موجب حل دو مشکل زیر در لوله های پنج لایه شده است:

ضریب انبساط حرارتی زیاد: هنگامی که آب گرم یا هر سیال گرم دیگر داخل لوله پلیمری جریان پیدا کند طول لوله افزایش می یابد و در صورت بسته بودن شبکه لوله کشی ایجاد تنش های حرارتی کرده و طول عمر لوله را کاهش می دهد.
نفوذ اکسیژن: نفوذ اکسیژن به داخل لوله بخصوص در سیستم های حرارتی مثل شوفاژ تخریب اجزای فلزی را به دنبال خواهد داشت .

نکته حائز اهمیت در کاربرد لایه آلومینیوم در لوله پنج لایه پکس-ال-پکس، جوش طولی آن است. اگر لایه آلومینیوم به کار رفته بدون جوش استفاده شود در استحکام لوله پنج لایه نقش مهمی را ایفا نخواهند کرد جوش فویل آلومینیوم با ضخامت حدود ۲۰۰ تا ۳۰۰ میکرون به تکنولوژی بالایی نیاز دارد.
پاسخ


موضوعات مرتبط با این موضوع...
موضوع نویسنده پاسخ بازدید آخرین ارسال
  لوله پلی اتیلن و ساختمان لوله های اطفای حریق tabesh 0 249 28-08-2015، 03:20 PM
آخرین ارسال: tabesh

پرش به انجمن:


کاربرانِ درحال بازدید از این موضوع: 1 مهمان