پلی اتیلن وکس (PE wax)، کاربرد و انواع آن
پلی اتیلن وکس (PE wax)، کاربرد و انواع آن: پلی اتیلن وکس به عنوان یکی از پرمصرف ترین وکس ها، یکی از محصولات جانبی در تولید پلی اتیلن در مجتمع های پتروشیمی است. PE wax، ماده ای بی بو، غالبا بی رنگ (متمایل به زرد خیلی کم رنگ) ، شفاف، هموپلیمر (خطی) ، در حلال های آلی نامحلول، به شکل کریستال های جامد و در دمای اتاق شکننده است. با توجه به نوع پلی اتیلن تولیدی می تواند سبک (LDPE) و سنگین (HDPE) باشد. PE wax نسبت به پلی اتیلن وزن مولکولی پایین تری دارد. درواقع سه عامل مهم در تمییز دادن پلی اتیلن وکس ها نسبت به سابر وکس ها تاثیر بسزایی خواهد داشت:
- وزن مولکولی
- درجه و طول شاخه دار شدن پلیمر
- ترکیب درصد پلیمر
تغییر در هریک از خواص ذکر شده سبب دگرگونی در خواص فیزیکی وکس نهایی همانند ویسکوزیته، سختی، نقطه ذوب، واکنش پذیری و غیره می شود.
پلی اتیلن وکس به عنوان یک ماده بسیار با ارزش، سالانه بیش از ده ها هزار تن در مجتمع های پتروشیمی تولید می شود. PE wax به عنوان محصول جانبی در فرآیند تولید پلی اتیلن، به روش های مختلفی تولید می شود. این پلیمریزاسیون می تواند تحت فشار و یا با استفاده از کاتالیزورهای زیگلر-ناتا نیز صورت گیرد. PE wax در واقع یک الیگومری از پلی اتیلن با وزن مولکولی کمتر از g.mol-1 10000 می باشد.
کاربرد PE wax
PE wax به دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی مطلوب، بازار روبه رشد و پر رونقی را در دنیای پلیمرها به خود اختصاص داده است. این افزودنی کاربرد گسترده ای در صنایع مختلف پلاستیک، چوب، بسته بندی، لاستیک و چسب به عنوان پایدارکننده و روان ساز داخلی و خارجی پیدا کرده است. وکس های امولسیونی پلی اتیلن به دلیل مقاومت در برابر زرد شدگی در بافت و پارچه و همچنین در صنعت منسوجات با ایجاد حس لطیف و نرم روی سطح نهایی بسیار مورد استفاده قرار می گیرند. PE wax ها به دلیل ایجاد خواصی از قبیل مقاومت در برابر ساییدگی، ته نشینی و شرگی و همچنین پخش و توزیع بهتر رنگدانه ها در صنعت مستربچ حائز اهمیت می باشند. PE wax در صنعت چوب به دلیل دارا بودن خواصی از قبیل ضد آب و مانع نفوذ هوا در کف پوش ها، کامپوزیت ها و وسایل چوبی مورد توجه قرار گرفته است. PE wax ها به عنوان عامل رهاساز از قالب برای پلاستیک استفاده می شوند. نقش این ترکیبات زمانی که حجم تولید بالا و شکل قالب ها پیچیده باشد، اهمیت پیدا می کند. به طور کلی PE wax ها در صنعت کاغذ و شمع، جوهر و تونرها، آسفالت و براق کننده ها به عنوان براق کننده، آنتی بلاک و بهبود دهنده سختی و خواص حرارتی به طور گسترئه ای مورد استفاده قرار می گیرند.
PE wax با توجه به تنوع خواص در ساختار زنجیره پلی اتیلنی و توزیع وزن مولکولی، مزایا و کاربرد های مختلفی دارند. در جدول زیر تاثیر خواص بر کاربرد نهایی این ترکیب به طور خلاصه آورده شده است.
ویژگی | مزایا | مثال/کاربرد |
کریستالینیتی بالا | حلالیت کم در حلال ها | ایجاد مقاومت در برابر حلال ها در جوهرها |
سختی خوب نسبت به وزن مولکولی | ایجاد مقاومت در برابر ساییدگی برای جوهرها و پوشش های سطح | |
Set time سریع از فاز مذاب | ایجاد استحکام چسبندگی اولیه خوب در چسب ها | |
کاملا خطی و اشباع | مهاجرت سریع به سطح | آنتی بلاک داخلی و slipping agent در پلاستیک ها |
خواص حرارتی عالی | زرد شدگی کم در دماهای بالا | |
ویسکوزیته مذاب پایین | اصلاح کننده رئولوژیکی برای چسب های داغ و جوهرها | |
دامنه پراکندگی باریک | دمای مذاب شارپ | عملکرد عالی در رهایش از قالب، بهبود چاپ پذیری |
انواع PE wax
PE wax یک وکس غیر قطبی است بنابراین سازگاری کمتری با پلیمرهای قطبی دارد و می تواند به عنوان روان کننده خارجی عمل کند. اصلاح شیمیایی و فیزیکی PE wax منجر به افزایش قطبیت و سازگاری بیشتر با سایر پلیمرها از جمله پی وی سی می شود. در بین روش های شیمیایی، اکسیداسیون یکی از روش های اصلاح PE wax است که منجر به تولید گرید اکسیدایز PE wax می شود. اصلاح PE wax باعث بهبود خواص و گسترگی کاربرد آن در صنایع مختلف می شود. در جدول زیر، خلاصه ای از مزایا و کاربرد آورده شده است.
کاربرد | مزایا |
فرآیندپذیری پلاستیک ها | بهبود و تنظیم روان کنندگی داخلی و خارجی/ جداکننده از قالب/ عامل عایق الکتریسیته/ بهبود خواص حرارتی |
پخش و توزیع بهتر ذرات و پیگمنت ها در مستربچ | |
لاکرها | اصلاح کننده خواص رئولوژیکی/ مانع از ته نشینی ذرات (Anti-settling) |
بافت و پارچه | نرم کنندگی مطلوب/کمک فرآیند/ بهبود خواص حرارتی |
کاغذ | اصلاح سطح نهایی |
براق کننده ها | اصلاح سطح نهایی و افزایش براقیت |
جوهرهای چاپی | بهبود مقاومت در برابر سایش، آنتی بلاک |