השוואה בין LLDPE ו-LDPE

פוליאתילן לינארי בצפיפות נמוכה, שונה מבחינה מבנית מפוליאתילן כללי בצפיפות נמוכה, מכיוון שאין לו ענפים ארוכים של שרשרת. הליניאריות של LLDPE תלויה בתהליכי הייצור והעיבוד השונים של LLDPE ו-LDPE. LLDPE נוצר בדרך כלל על ידי קופולימריזציה של אתילן ואלפא אולפינים גבוהים יותר כמו בוטן, הקסן או אוקטן בטמפרטורה ולחץ נמוכים יותר. לפולימר LLDPE המיוצר בתהליך הקופולימריזציה יש התפלגות משקל מולקולרית צר יותר מאשר LDPE כללי, ובמקביל יש לו מבנה לינארי המעניק לו תכונות ריאולוגיות שונות.

תכונות זרימת ההיתוך

מאפייני זרימת ההיתוך של LLDPE מותאמים לדרישות התהליך החדש, במיוחד תהליך שיחול הסרטים, שיכול לייצר מוצרי LLDPE באיכות גבוהה. LLDPE משמש בכל השווקים המסורתיים לפוליאתילן. תכונות משופרות של מתיחה, חדירה, עמידות בפני פגיעות וקריעה הופכות את LLDPE למתאים לסרטים. עמידותו המצוינת בפני סדקים במאמץ סביבתי, עמידותו בפני פגיעות בטמפרטורה נמוכה ועמידותו בפני עיוותים הופכים את LLDPE לאטרקטיבי עבור שיחול צינורות, יריעות וכל יישומי היציקה. היישום האחרון של LLDPE הוא כחיפוי למטמנות וציפויים לבריכות פסולת.

ייצור ומאפיינים

ייצור LLDPE מתחיל עם זרזים של מתכות מעבר, במיוחד מסוג זיגלר או פיליפס. תהליכים חדשים המבוססים על זרזים של נגזרות מתכת ציקלואולפין הם אפשרות נוספת לייצור LLDPE. תגובת הפילמור עצמה יכולה להתבצע בכורים בתמיסה ובפאזה גזית. בדרך כלל, אוקטן עובר קופולימריזציה עם אתילן ובוטן בכור פאזה תמיסה. הקסן ואתילן עוברים פולימריזציה בכור פאזה גזית. שרף ה-LLDPE המיוצר בכור פאזה גזית הוא בצורת חלקיקים וניתן למכור אותו כאבקה או לעבד אותו הלאה לכדורים. דור חדש של סופר LLDPE המבוסס על הקסן ואוקטן פותח על ידי Mobile ו-Union Carbide. חברות כמו Novacor ו-Dow Plastics השיקו. לחומרים אלה יש מגבלת קשיחות גדולה ויש להם פוטנציאל חדש ליישומי הסרת שקיות אוטומטית. שרף PE בצפיפות נמוכה מאוד (צפיפות מתחת ל-0.910 גרם/סמ"ק) הופיע גם הוא בשנים האחרונות. ל-VLDPES יש גמישות ורכות ש-LLDPE אינו יכול להשיג. תכונות השרפים משתקפות בדרך כלל במדד ההיתוך והצפיפות. מדד ההיתוך משקף את המשקל המולקולרי הממוצע של השרף ומבוקר בעיקר על ידי טמפרטורת התגובה. המשקל המולקולרי הממוצע אינו תלוי בהתפלגות המשקל המולקולרי (MWD). בחירת הזרז משפיעה על MWD. הצפיפות נקבעת על ידי ריכוז הקומונומר בשרשרת הפוליאתילן. ריכוז הקומונומר שולט במספר ענפי השרשרת הקצרים (שאורכם תלוי בסוג הקומונומר) וכך שולט בצפיפות השרף. ככל שריכוז הקומונומר גבוה יותר, כך צפיפות השרף נמוכה יותר. מבחינה מבנית, LLDPE שונה מ-LDPE במספר ובסוג הענפים, ל-LDPE בלחץ גבוה יש ענפים ארוכים, בעוד של-LDPE לינארי יש רק ענפים קצרים.

עיבוד

גם ל-LDPE וגם ל-LLDPE יש ריאולוגיה או זרימת התכה מצוינים. ל-LLDPE רגישות פחותה לגזירה בגלל פיזור המשקל המולקולרי הצר שלו וענפי שרשרת קצרים. במהלך גזירה (למשל שיחול), LLDPE שומר על צמיגות גבוהה יותר ולכן קשה יותר לעיבוד מאשר LDPE עם אותו מדד התכה. בשיחול, רגישות הגזירה הנמוכה יותר של LLDPE מאפשרת הרפיה מהירה יותר של שרשראות מולקולריות הפולימר, ולכן רגישות מופחתת של תכונות פיזיקליות לשינויים ביחס הנפח. בהתארכות התכה, LLDPE משתנה תחת מעחים שונים. בדרך כלל יש צמיגות נמוכה יותר במהירות. כלומר, הוא לא יתקשה במאמץ כאשר הוא נמתח כמו LDPE. זה עולה עם קצב העיוות של פוליאתילן. LDPE מראה עלייה מפתיעה בצמיגות, הנגרמת מהסתבכות של שרשראות מולקולריות. תופעה זו אינה נצפית ב-LLDPE מכיוון שהיעדר ענפי שרשרת ארוכים ב-LLDPE שומר על הפולימר נקי מהסתבכות. תכונה זו חשובה ביותר עבור יישומי שכבה דקה. מכיוון שסרטי LLDPE יכולים בקלות לייצר שכבות דקות יותר תוך שמירה על חוזק וקשיחות גבוהים. ניתן לסכם את התכונות הריאולוגיות של LLDPE כ"נוקשה בגזירה" ו"רך במתיחה".