دانش قالب گیری چرخشی برای پلی اتیلن (پلی اتیلن) ​​و مواد کامپوزیت

پلی اتیلن یک ترکیب مولکولی بالا است که از پلیمریزاسیون افزودنی اتیلن تشکیل می شود. وزن مولکولی واقعی بسته به شرایط پلیمریزاسیون از 10000 تا چند میلیون متغیر است. پلی اتیلن اختراع شده پلی اتیلن کم چگالی بود که با روش فشار بالا با وزن مخصوص 0.910-0.925 گرم بر سانتی متر مکعب به دست آمد. پلی اتیلن بدست آمده با روش های کم فشار و فشار متوسط ​​دارای وزن مخصوص 0.941-0.965g/cm3 می باشد که به آن پلی اتیلن با چگالی بالا می گویند. پلی اتیلن یک ماده شفاف مومی سفید، نرم و سخت، کمی دراز، غیر سمی، قابل اشتعال است و در هنگام سوختن ذوب می شود و چکه می کند و بوی پارافین سوخته می دهد. خواص پلی اتیلن به وزن مولکولی و کریستالی بودن آن مربوط می شود.
بسیاری از خواص مکانیکی پلی اتیلن توسط چگالی و شاخص مذاب مواد تعیین می شود. از پلی اتیلن با چگالی کم تا پلی اتیلن با چگالی بالا، چگالی در محدوده 0.90-0.96g/cm3 متفاوت است. شاخص مذاب (شاخص جریان مذاب) پلی اتیلن بسیار متفاوت است، از 0.3 تا بیش از 25.0. بسیاری از خواص مهم پلی اتیلن با چگالی و شاخص مذاب متفاوت است.
دمای انتقال شیشه ای مواد پلی اتیلن نسبتا کم است، در 125 درجه سانتیگراد، اما می تواند خواص مکانیکی خود را در محدوده دمایی وسیعی حفظ کند. نقطه ذوب تعادل پلی اتیلن خطی با وزن مولکولی بالا 137 درجه سانتیگراد است، اما به طور کلی رسیدن به نقطه تعادل دشوار است. معمولاً محدوده نقطه ذوب در حین پردازش 132-135 درجه سانتیگراد است. دمای اشتعال پلی اتیلن 340 درجه سانتی گراد، دمای خود اشتعال 349 درجه سانتی گراد و دمای احتراق گرد و غبار آن 450 درجه سانتی گراد است. شاخص مذاب پلی اتیلن با وزن مولکولی آن تعیین می شود. هنگامی که مواد پلی اتیلن با وزن های مولکولی مختلف مخلوط می شوند، شاخص مذاب آنها نیز طبق قانون خاصی مقدار مشخصی را می گیرد.
پلی اتیلن در برابر آب مقاوم است و خواص فیزیکی آن در رطوبت بالا یا آب بدون تغییر باقی می ماند. اسید سولفوریک غلیظ، اسید نیتریک غلیظ و سایر اکسیدان ها به آرامی پلی اتیلن را خورده می کنند. در هیدروکربن‌های آلیفاتیک، هیدروکربن‌های معطر و هیدروکربن‌های کلردار، پلی اتیلن متورم می‌شود، اما پس از تبخیر عامل تورم‌کننده، می‌توان خواص اولیه را بازیابی کرد. در دمای زیر 60 درجه سانتی گراد، پلی اتیلن می تواند در برابر حلال ها مقاومت کند، اما حلال های هیدروکربنی زمانی که دمای بالای 70 درجه سانتی گراد باشد، به سرعت پلی اتیلن را خورده می کنند. هنگامی که دما همچنان افزایش می یابد، پلی اتیلن در حلال های خاصی حل می شود. پلی اتیلن جدا شده از محلول پس از سرد شدن بسته به دما حالت خمیری یا کلوئیدی به خود می گیرد.
پلی اتیلن به اکسیداسیون نوری، اکسیداسیون حرارتی، تجزیه ازن و هالوژناسیون حساس است. پلی اتیلن به دلیل بی اثر بودن شیمیایی و سطح غیرقطبی آن به سختی چسبانده و چاپ می شود. با این حال، پلی اتیلن پس از درمان با اکسیدان، شعله و ترشحات کرونا، خاصیت چسبندگی و چاپ خوبی دارد.
هنگامی که پلی اتیلن تحت تابش قرار می گیرد، واکنش های اتصال عرضی، شکستن زنجیره و تشکیل گروه غیر اشباع رخ می دهد، اما واکنش اصلی پیوند متقابل است. هنگامی که پلی اتیلن در یک گاز بی اثر تابش می شود، سرریز هیدروژن رخ می دهد و وزن خود را از دست می دهد. هنگامی که پلی اتیلن در هوا تحت تابش قرار می گیرد، به دلیل افزودن اکسیژن وزن آن افزایش می یابد. پس از تابش، گروه های غیر اشباع به مولکول های پلی اتیلن اضافه می شوند و در نتیجه پایداری اکسیداتیو کاهش می یابد. هنگامی که تابش می شود، واکنش اتصال عرضی پلی اتیلن به واکنش های شکستن زنجیره و تشکیل گروه غیر اشباع است. واکنش اتصال متقابل می تواند مقاومت پلی اتیلن در آب و هوا را بهبود بخشد، بنابراین محصولات پلی اتیلن تابیده شده مقاومت آب و هوایی بهتری نسبت به محصولات پلی اتیلن پرتودهی نشده دارند.
پلی اتیلن تحت تأثیر اکسیژن هوا به آرامی تجزیه می شود و این فرآیند توسط گرما، اشعه ماوراء بنفش و تشعشعات پر انرژی تسریع می شود. ویژگی های تخریب و پیری، شکنندگی محو شدن و حتی آسیب به محصولات است. کربن سیاه اثر نوری قابل توجهی بر روی پلی اتیلن دارد. افزودن کربن سیاه 2 درصد می تواند به طور موثری طول عمر محصولات پلی اتیلن را افزایش دهد. علاوه بر کربن سیاه، افزودن برخی جاذب های فرابنفش به پلی اتیلن نیز می تواند نقش ضد پیری داشته باشد.
پلاستیک پلی اتیلن رسانایی حرارتی ضعیفی دارد. به منظور انتقال سریع گرما به کل حجم ذرات پودر پلاستیک در طول قالب گیری چرخشی، اندازه ذرات پودر پلی اتیلن مورد استفاده برای قالب گیری چرخشی باید الزامات خاصی را برآورده کند. هرچه ذرات کوچکتر باشند، انتقال گرما آسان تر است و دمای ماده راحت تر به نقطه ذوب خود می رسد. با این حال، اگر ذرات خیلی کوچک باشند، مواد به راحتی رطوبت را جذب می کنند و تجمع می یابند، که برای حرکت غلتشی در قالب مناسب نیست. پلاستیک های پلی اتیلن خریداری شده در بازار اغلب گرانول هایی هستند که برای برآورده کردن الزامات فرآیند قالب گیری چرخشی باید آسیاب و الک شوند.
پلی اتیلن یک پلاستیک با چقرمگی بالا است. هنگامی که توسط یک آسیاب معمولی پردازش می شود، گرانول های آن به شکلی پاره می شوند که برای دوباره آسیاب کردن مساعد نیست. خرد کردن گرانول های پلی اتیلن نیاز به تجهیزات مخصوص خردکن با سرعت بالا دارد.3