انواع پلی اتیلن وکس در صنایع پلاستیک کدام اند و هر کدام چه کاربرد هایی دارند؟ پلی اتیلن وکس (PE Wax) که به اختصار به آن PE Wax گفته می شود، یکی از مواد افزودنی بسیار مهم و پر کاربرد در صنایع پلاستیک است. این ماده که در واقع پلی اتیلن با وزن مولکولی بسیار پایین است، خواص منحصر به فردی دارد و در طیف وسیعی از کاربرد ها از بهبود فرآیندپذیری تا ارتقاء خواص نهایی محصول، نقش دارد. درک تفاوت میان گرید های مختلف PE Wax و کاربرد اختصاصی هر یک برای تولیدکنندگان محصولات پلاستیکی امری ضروری است تا بتوانند با انتخاب صحیح این افزودنی، به حداکثر کارایی و کیفیت دست یابند. در این مقاله مطالبی حول محور انواع پلی اتیلن وکس در صنایع پلاستیک و کاربرد هر کدام، خواص کلیدی آن ها و نقش آن ها در صنایع پلاستیک  ذکر می کنیم.

انواع پلی اتیلن وکس و خواص آن ها

انواع پلی اتیلن وکس در صنایع پلاستیک بر اساس روش تولید (پلیمریزاسیون مستقیم یا تجزیه حرارتی پلی اتیلن با وزن مولکولی بالا) و وزن مولکولی نهایی، دسته بندی می شوند. این تفاوت ها به ایجاد گرید های متنوع با خواص متفاوتی منجر می شود که هر کدام برای کاربرد خاصی مناسب هستند.

• پلی اتیلن وکس با وزن مولکولی پایین (Low Molecular Weight Polyethylene Wax)

این دسته از PE Wax ها از طریق پلیمریزاسیون مستقیم مونومر اتیلن در دما و فشار پایین حاصل می شوند. وزن مولکولی آن ها معمولا بین ۱۰۰۰ تا ۱۰۰۰۰ گرم بر مول است. این نوع PE Wax دارای بلورینگی بالا، نقطه ذوب نسبتاً پایین (حدود ۱۰۵-۱۱۵ درجه سانتی گراد) و ویسکوزیته ذوب پایین است. این خصوصیات باعث می شود که به عنوان یک روان کننده خارجی (External Lubricant) مؤثر عمل کند، یعنی با کاهش اصطکاک بین ذرات پلیمر و سطوح فلزی تجهیزات پردازش (مانند اکسترودر ها و قالب ها)، از چسبندگی مواد به این سطوح جلوگیری و فرآیند تولید را تسهیل می کند. همچنین به دلیل سازگاری خوب با انواع پلیمر ها، در سیستم های رنگ دانه برای بهبود پخش رنگدانه ها و افزایش براقیت سطح محصول نهایی به کار می رود.

• پلی اتیلن وکس حاصل از تجزیه حرارتی (Thermally Degraded Polyethylene Wax)

این نوع PE Wax از طریق شکستن زنجیره های بلند پلی اتیلن با وزن مولکولی بالا (مانند HDPE) در دما های بالا به دست می آید. وزن مولکولی آن ها ممکن است متغیر باشد، اما اغلب در محدوده ۲۰۰۰ تا ۱۰۰۰۰ گرم بر مول قرار می گیرد. این وکس ها معمولاً دارای بلورینگی کمتر و پراکندگی وزن مولکولی (PDI) وسیع تری نسبت به نوع اول هستند. نقطه ذوب آن ها نیز با توجه به منبع پلی اتیلن اولیه و فرآیند تجزیه، متغیر است (معمولاً ۱۰۰-۱۲۵ درجه سانتی گراد). این نوع PE Wax به دلیل خواص روان کنندگی داخلی و خارجی، به طور گسترده در صنایع تولید PVC (چه از طریق اکستروژن و چه calendering) مورد استفاده قرار می گیرد. آن ها در بهبود خواص فرآیندی PVC، افزایش مقاومت سطحی و کاهش اصطکاک داخلی ذرات پلیمر تاثیر می گذارند.

• پلی اتیلن وکس اکسید شده (Oxidized Polyethylene Wax)

این دسته از PE Wax ها از طریق فرآیند اکسیداسیون پلی اتیلن با وزن مولکولی پایین تولید می شوند. در این فرآیند گروه های قطبی مانند کربوکسیل (-COOH) و هیدروکسیل (-OH) به زنجیره های پلی اتیلن اضافه می شوند. این گروه های قطبی، سازگاری PE Wax اکسید شده را با پلیمر های قطبی مانند PVC، PET و PA (نایلون) به طور چشمگیری افزایش می دهند. این وکس ها به عنوان امولسیفایر (Emulsifier)، عامل پخش کننده (Dispersing Agent) و روان کننده داخلی/خارجی عمل می کنند. در صنعت PVC، این نوع PE Wax علاوه بر بهبود فرآیندپذیری، به عنوان یک عامل قوی برای پخش یکنواخت سایر افزودنی ها مانند استابلایزر ها و پرکننده ها عمل می کند و کیفیت نهایی محصول را بهبود می بخشد.

• پلی اتیلن وکس آمیدی (Amide Polyethylene Wax)

این نوع PE Wax با واکنش پلی اتیلن با وزن مولکولی پایین با آمین ها تولید می شود و دارای خواص منحصر به فردی است. گروه های آمیدی ایجاد شده، باعث افزایش نقطه ذوب (تا حدود ۱۳۰-۱۴۰ درجه سانتی گراد) و افزایش سختی و مقاومت به خراش می شوند. این ویژگی ها، PE Wax آمیدی را به یک افزودنی ایده آل برای افزایش مقاومت سطحی در پوشش ها، جوهر ها و پلاستیک ها تبدیل کرده است. همچنین به دلیل خواص ضد چسبندگی قوی، در تولید فیلم های پلاستیکی و در فرآیند های تولید لاستیک مورد استفاده قرار می گیرد.

کاربرد های PE Wax در صنایع پلاستیک

انواع پلی اتیلن وکس در صنایع پلاستیک به دلیل تنوع گرید های خود، طیف وسیعی از کاربرد ها را در صنایع پلاستیک پوشش می دهد:

• بهبود فرآیندپذیری (Processability Improvement)

اصلی ترین کاربرد PE Wax، نقش آن به عنوان روان کننده (Lubricant) است. این وکس ها با کاهش ویسکوزیته مذاب پلیمر و اصطکاک بین پلیمر و تجهیزات فرآیندی، به ذوب یکنواخت تر، کاهش دمای فرآیند، افزایش سرعت تولید و جلوگیری از چسبندگی مواد به سطوح فلزی کمک می کنند. این خاصیت در فرآیند های اکستروژن، تزریق، کلوژنی و پروفیل سازی اهمیت ویژه ای دارد، به خصوص در مورد پلیمر هایی مانند PVC که ذاتاً ویسکوز و مستعد چسبندگی هستند.

• عامل پخش کننده (Dispersing Agent)

PE Wax ها، به ویژه انواع اکسید شده، به خوبی می توانند مواد جامد مانند رنگدانه ها، پرکننده ها (مانند کربنات کلسیم و تالک) و سایر افزودنی ها را در ماتریکس پلیمری پخش کنند. این موضوع به توزیع یکنواخت رنگ، بهبود خواص مکانیکی (در صورت استفاده از پرکننده ها) و جلوگیری از تجمع ذرات منتهی می شود. این خاصیت به ویژه در تولید مستربچ ها (Masterbatches) و کامپاند ها اهمیت دارد.

جمع بندی

انواع پلی اتیلن وکس در صنایع پلاستیک با وجود وزن مولکولی پایین، تأثیر بسزایی بر بهبود خواص و فرآیندپذیری این نوع محصولات دارد. درک تمایز میان گرید های مختلف PE Wax از جمله نوع با وزن مولکولی پایین، نوع حاصل از تجزیه حرارتی، نوع اکسید شده و نوع آمیدی، کلید انتخاب بهینه ترین افزودنی برای هر کاربرد خاص است. این مواد نه تنها فرآیند های تولید را تسهیل می کنند، بلکه خواص نهایی محصولاتی نظیر مقاومت به ضربه، سختی، براقیت و پایداری را نیز ارتقاء می بخشند. بنابراین شناخت دقیق این افزودنی های مهم برای هر شرکت فعال در صنعت پلاستیک، یک مزیت رقابتی محسوب می شود. در این نوشته سعی کردیم انواع پلی اتیلن وکس در صنایع پلاستیک را با کاربرد هایی که دارند، مورد بررسی قرار دهیم.