پلی اتیلن یا پلی یورتان چه تفاوت های مهمی دارند ؟
پلاستیک‌ها متعلق به خانواده پلیمرها هستند و دارای ویژگی‌های شیمیایی و فیزیکی مختلفی می‌باشند. پلی اتیلن و پلی اورتان نیز نوعی پلیمر هستند که در صنایع مختلف، کاربرد گسترده‌ای دارند. تنوع زیاد در پلیمرها باعث ایجاد گزینه‌های متعدد برای طراحان محصول شده است، به طوری که با در نظر گرفتن خواص فیزیکی و شیمیایی هر یک از پلیمرها می‌توان از این مواد در کاربردهای صنعتی، پزشکی و… استفاده کرد. با توجه به این که پلی اتیلن و پلی اورتان جزو متداول‌ترین و پرکاربردترین پلیمرها هستند، در ادامه این مطلب از واقف ظرف قصد داریم به بررسی تفاوت‌های مهم پلی اتیلن با پلی اورتان بپردازیم.
پلی اتیلن و پلی یورتان چیست؟
پلی اتیلن (PE) و پلی اورتان (PU) از جمله پلیمرهای سبک هستند که به دلیل قیمت مناسب و خواص فیزیکی مطلوب، دارای کاربردهای بسیار زیادی می‌باشند. در این قسمت ابتدا هر یک از این پلیمرها را به طور مختصر معرفی می‌کنیم.
پلی اتیلن (PE)
پلی اتیلن به گروهی پلیمرهای پلاستیکی اطلاق می‌شود که از زنجیره‌های مولکولی متشکل از مونومرهای تکرار شونده اتن تشکیل شده است. پلی اتیلن رایج‌ترین پلاستیک‌هایی هستند که روزانه با آنها سر و کار داریم. این پلیمر کاربردی برای معمولا برای کیسه‌های پلاستیکی، اسباب بازی پلاستیکی، ظروف غذا یا نوشیدنی و کاربردهای پزشکی مانند مفاصل زانو استفاده می‌شود. پلی اتیلن از نظر ساختار شیمیایی متشکل از اتم‌های کربن و هیدروژن است و به عنوان ساده‌ترین پلیمر تجاری شناخته می‌شود.
پلی اورتان (PU)
پلی اورتان به صورت ترموست و ترموپلاستیک وجود دارد. هر دو نوع پلی یورتان، از واکنش‌های شیمیایی بین دی ایزوسیانات و پلی‌ال ایجاد می‌شوند. اگرچه هر دو نوع ترموست و ترموپلاستیک هر دوی آنها پلیمر هستند، اما وقتی در معرض گرما قرار می‌گیرند یکسان رفتار نمی‌کنند. بنابراین انواع پلی اورتان ترموست را نباید با ترموپلاستیک اشتباه گرفت.
بر خلاف ترموپلاستیک ها، مواد ترموست را نمی‌توان ذوب یا قالب بندی کرد. گرم کردن مجدد یک ماده گرماسخت فقط آن را به ذغال تبدیل می‌کند. با این حال، این ویژگی پلی اورتان یک ضعف محسوب نمی‌شود زیرا، در کاربردهایی با دمای بالا، پلی اورتان ترموست نسبت به سایر پلیمرها از جمله پلی اتیلن، توانایی بیشتری دارد. پلی اورتان یک پلیمر چندکاره است که در کاربردهای مختلف مثل تولید رنگ، چسب، فوم و… مورد استفاده قرار می‌گیرد.
شیوه تولید و ساختار پلی اتیلن و پلی اورتان(یورتان)
پلی اتیلن از اتیلن، محصول فرعی فرآوری نفت خام یا گاز طبیعی تولید می‌شود. اتیلن را می‌توان تنها در حضور یک کاتالیزور مناسب مانند متالوسن یا کاتالیزورهای نوع Ziegler-Natta به پلی اتیلن تبدیل کرد. رایج ترین فرآیند پلیمریزاسیون، پلیمریزاسیون افزایشی یا زنجیره‌ای است. این فرآیند با وارد کردن رادیکال آزاد به مولکول اتیلن عمل می‌کند. این رادیکال آزاد باعث شکسته شدن پیوند دوگانه موجود بین دو اتم کربن می‌شود که مولکولی با محل پیوند باز در دو طرف ایجاد می‌کند. در مرحله بعد، رادیکال‌های آزاد در انتهای پلیمر در حال رشد با یک مونومر واکنش داده و به این ترتیب یک زنجیره بلند پلیمری ایجاد می‌شود. این رشته‌ها سپس به یک پلت‌ساز منتقل می‌شوند که رشته‌ها را به گلوله‌های کوچکی برش می‌دهد که می‌توانند برای کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار گیرد.
تفاوت پلی اتیلن و پلی اورتان از تمام لحاظ
اگرچه پی اتیل و پلی اورتان هردو پلیمر هستند، اما در برخی خواص فیزیکی و شیمیایی دارای تفاوت‌هایی می‌باشند. در این قسمت تفاوت‌های مهم پلی اتیلن با پلی اورتان را بررسی می‌کنیم.
جذب آب و رطوبت
پلی اتیلن در برابر پلی اورتان دارای قابلیت جذب آب کمتری است. پلی اورتان آب را به اندازه ظرفیت یک اسفنج جذب می‌کند، بنابراین یکی از تفاوت‌های مهم پلی اتیلن با پلی اورتان مربوط به قابلیت جذب آب در آنها می‌باشد. از آنجایی که پلی یورتان می‌تواند آب را جذب کند، مقاومت آن در برابر کپک، قارچ، کپک، پوسیدگی و باکتری کمتر از پلی اتیلن است.
عایق حرارتی
پلی اورتان مانند پلی اتیلن یک عایق حرارتی عالی است. اشیاء ذخیره شده در فوم به خوبی از دمای بیرون عایق می شوند.
مقاومت شیمیایی
برخلاف پلی اتیلن، پلی اورتان دارای مقاومت شیمیایی اولیه در برابر حلال های آلی است.
سختی و مقاومت مکانیکی
پلی اتیلن نسبت به پلی اورتان سخت تر و قوی تر است در مقابل، پلی اورتان نرم تر از پلی اتیلن است و معمولاً انتخاب استاندارد برای فوم‌های مورد استفاده در تشک‌های طبی می‌باشد.
تفاوت پلی اتیلن و پلی اورتان در کاربرد
پلی اورتان با خاصیت دارای انعطاف پذیری بسیار زیادی می‌باشد، بنابراین می‌توان این پلیمر را طوری طراحی کرد که سطح را به نرمی فوم یا سفت و سخت مانند فلز بسازد. از پلی اورتان می‌توان برای ساخت بسیاری از قطعات از جمله بالشتک برای مبلمان، زیره کفش، قطعات خودرو، عایق یخچال، غلطک و لباس ورزشی استفاده کرد. آب، گریس و روغن بر پایداری پلی یورتان تاثیری ندارند. علاوه بر این، به خوبی با سایر مواد مانند چوب، فلزات و سایر پلاستیک ها پیوند می‌دهد. سازگاری و انعطاف‌پذیری طراحی پلی‌یورتان‌ها آنها را برای فرآیندهای تولیدی مانند قالب‌گیری تزریقی، ریخته‌گری، شکل‌دهی حرارتی و قالب‌گیری اکستروژن راحت می‌کند.
پلی اتیلن و انواع آن برخی از پرکاربردترین پلاستیک‌ها هستند و تقریباً در هر صنعت بزرگی یافت می شوند. از جمله کاربردهای رایج پلی اتیلن می‌توان به تولید بطری ها، مخازن آب، ظروف غذا، لوله و اتصالات لوله، ایمپلنت های پزشکی، تورهای ماهیگیری، آسترهای مقاوم در برابر سایش برای ناودان و…. اشاره کرد.
انواع پلی اتیلن و پلی اورتان به چه صورتی است
به طور کلی چهار نوع رایج پلی اتیلن وجود دارد:
- پلی اتیلن با وزن مولکولی فوق العاده بالا (UHMWPE)
- پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE)
- پلی اتیلن با چگالی کم(LDPE)
- پلی اتیلن با چگالی کم خطی (LLDPE)
معرفی انواع پلی اورتان
پلی اورتان که با نام پلی یورتان نیز شناخته می‌شود دارای انواع مختلف است. انواع مختلفی از فوم های پلی یورتان بر اساس ویژگی هایی مانند سختی و انعطاف پذیری وجود دارد که می‌توان آن را در اشکال و اندازه های دلخواه تولید کرد. فوم های پلی یورتان از نظر ساختاری به فوم های پلی اورتان سفت و سخت، فوم های پلی یورتان انعطاف پذیر، فوم های پلی اورتان نیمه سخت، فوم های پلی اورتان الاستومری تقسیم می شوند. فوم های پلی یورتان انعطاف پذیر علاوه بر راحتی بسیار سبک و قوی هستند. آنها در بسیاری از صنایع مختلف، به ویژه تختخواب، مبلمان و بخش های خودرو استفاده می شوند.
فوم های پلی یورتان سفت و سخت دارای ضریب هدایت حرارتی (لامبدا) بسیار پایین تری نسبت به سایر مواد عایق مانند چوب، پشم سنگ و پلی استایرن هستند. بنابراین عایق حرارتی فوم های پلی یورتان سفت و سخت بسیار بالاتر از سایر مواد عایق است. در بسیاری از صنایع مختلف مانند عایق کاری حرارتی ساختمان‌ها، بخاری‌ها و کولرها گرفته تا تولید محصولات شبیه سازی چوب برای اهداف تزئینی از فوم پلی یورتان سخت استفاده می‌شود.
کدام یک را انتخاب کنیم؟ پلی یورتان یا پلی اتیلن؟
تفاوت‌های مهم پلی اتیلن و پلی اورتان را بررسی کردیم، بنابراین انتخاب نوع پلیمر به کاربرد پلیمر و خواص مورد نیاز شما بستگی دارد. پلی اتیلن در برابر پلی اورتان دارای مقاومت مکانیکی و استحکام کششی بستری است، به همین دلیل از ورق پلی اتیلن به طور گسترده در ساختمان سازی به عنوان عایق ضربه استفاده می‌شود. پلی یورتان نیز به دو صورت ترموست و ترموپلاستیک وجود دارد که نوع ترموست آن مقاومت بالایی دارد و خواص مکانیکی بهتری ارائه می‌دهد. با در نظر گرفتن تفاوت‌های مهم پلی اتیلن و پلی اورتان و همچنین بررسی دقیق خواص مکانیکی این پلیمرها می‌توانید یکی از این دو پلیمر کاربردی را انتخاب کنید.