การเปรียบเทียบ LLDPE และ LDPE

โพลีเอทิลีนความหนาแน่นต่ำเชิงเส้น (LLDPE) มีโครงสร้างแตกต่างจากโพลีเอทิลีนความหนาแน่นต่ำทั่วไป เนื่องจากไม่มีกิ่งก้านสายโซ่ยาว ความเป็นเส้นตรงของ LLDPE ขึ้นอยู่กับกระบวนการผลิตและการแปรรูปที่แตกต่างกันของ LLDPE และ LDPE โดยทั่วไป LLDPE เกิดจากการโคพอลิเมอไรเซชันของเอทิลีนและอัลฟาโอเลฟินส์ที่สูงกว่า เช่น บิวทีน เฮกซีน หรือออกทีน ที่อุณหภูมิและความดันต่ำ โพลีเมอร์ LLDPE ที่ผลิตโดยกระบวนการโคพอลิเมอไรเซชันมีการกระจายน้ำหนักโมเลกุลที่แคบกว่า LDPE ทั่วไป และในขณะเดียวกันก็มีโครงสร้างเชิงเส้นที่ทำให้มีคุณสมบัติทางรีโอโลยีที่แตกต่างกัน

คุณสมบัติการไหลของหลอมเหลว

คุณสมบัติการไหลของ LLDPE ในสถานะหลอมเหลวได้รับการปรับให้เข้ากับข้อกำหนดของกระบวนการใหม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งกระบวนการรีดขึ้นรูปฟิล์ม ซึ่งสามารถผลิตผลิตภัณฑ์ LLDPE คุณภาพสูงได้ LLDPE ถูกนำไปใช้ในตลาดโพลีเอทิลีนแบบดั้งเดิมทั้งหมด คุณสมบัติการยืดตัว การแทรกซึม แรงกระแทก และความต้านทานการฉีกขาดที่ดีขึ้น ทำให้ LLDPE เหมาะสำหรับฟิล์ม ความต้านทานที่ดีเยี่ยมต่อการแตกร้าวจากความเครียดทางสิ่งแวดล้อม ความต้านทานต่อแรงกระแทกที่อุณหภูมิต่ำ และความต้านทานต่อการบิดงอ ทำให้ LLDPE น่าสนใจสำหรับท่อ การรีดขึ้นรูปแผ่น และการใช้งานขึ้นรูปทุกประเภท การใช้งานล่าสุดของ LLDPE คือการใช้เป็นวัสดุคลุมดินสำหรับหลุมฝังกลบและวัสดุบุรองสำหรับบ่อบำบัดน้ำเสีย

การผลิตและคุณลักษณะ

การผลิต LLDPE เริ่มต้นด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะทรานซิชัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งชนิด Ziegler หรือ Phillips กระบวนการใหม่ที่ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะอนุพันธ์ไซโคลโอเลฟินเป็นอีกทางเลือกหนึ่งสำหรับการผลิต LLDPE ปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันจริงสามารถดำเนินการได้ในเครื่องปฏิกรณ์แบบสารละลายและแบบก๊าซ โดยทั่วไปแล้ว ออกทีนจะถูกโคพอลิเมอไรซ์กับเอทิลีนและบิวทีนในเครื่องปฏิกรณ์แบบสารละลาย ส่วนเฮกซีนและเอทิลีนจะถูกพอลิเมอไรซ์ในเครื่องปฏิกรณ์แบบก๊าซ เรซิน LLDPE ที่ผลิตในเครื่องปฏิกรณ์แบบก๊าซอยู่ในรูปอนุภาคและสามารถจำหน่ายเป็นผงหรือแปรรูปเป็นเม็ดได้ LLDPE รุ่นใหม่ที่ใช้เฮกซีนและออกทีนได้รับการพัฒนาโดย Mobile และ Union Carbide บริษัทต่างๆ เช่น Novacor และ Dow Plastics ได้เปิดตัวผลิตภัณฑ์เหล่านี้ วัสดุเหล่านี้มีความทนทานสูงและมีศักยภาพใหม่สำหรับการใช้งานในการถอดถุงอัตโนมัติ เรซิน PE ความหนาแน่นต่ำมาก (ความหนาแน่นต่ำกว่า 0.910 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร) ก็ปรากฏขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาเช่นกัน VLDPE มีความยืดหยุ่นและความนุ่มนวลที่ LLDPE ไม่สามารถทำได้ คุณสมบัติของเรซินโดยทั่วไปจะสะท้อนให้เห็นในดัชนีการหลอมเหลวและความหนาแน่น ดัชนีการหลอมเหลวสะท้อนถึงน้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ยของเรซินและถูกควบคุมโดยอุณหภูมิปฏิกิริยาเป็นหลัก น้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ยไม่ขึ้นอยู่กับการกระจายตัวของน้ำหนักโมเลกุล (MWD) การเลือกตัวเร่งปฏิกิริยามีผลต่อ MWD ความหนาแน่นถูกกำหนดโดยความเข้มข้นของโคโมโนเมอร์ในสายโซ่โพลีเอทิลีน ความเข้มข้นของโคโมโนเมอร์ควบคุมจำนวนกิ่งก้านสายโซ่สั้น (ซึ่งความยาวขึ้นอยู่กับชนิดของโคโมโนเมอร์) และด้วยเหตุนี้จึงควบคุมความหนาแน่นของเรซิน ยิ่งความเข้มข้นของโคโมโนเมอร์สูง ความหนาแน่นของเรซินก็จะยิ่งต่ำลง ในเชิงโครงสร้าง LLDPE แตกต่างจาก LDPE ในจำนวนและชนิดของกิ่งก้าน LDPE แรงดันสูงมีกิ่งก้านยาว ในขณะที่ LDPE เชิงเส้นมีเฉพาะกิ่งก้านสั้นเท่านั้น

กำลังประมวลผล

ทั้ง LDPE และ LLDPE มีคุณสมบัติการไหลหรือความหนืดที่ดีเยี่ยม LLDPE มีความไวต่อแรงเฉือนน้อยกว่าเนื่องจากการกระจายตัวของน้ำหนักโมเลกุลที่แคบและกิ่งโซ่สั้น ในระหว่างการเฉือน (เช่น การอัดรีด) LLDPE จะยังคงมีความหนืดสูงกว่า จึงทำให้แปรรูปได้ยากกว่า LDPE ที่มีดัชนีหลอมเหลวเท่ากัน ในการอัดรีด ความไวต่อแรงเฉือนที่ต่ำกว่าของ LLDPE ช่วยให้การคลายตัวของความเครียดของโซ่โมเลกุลของพอลิเมอร์เร็วขึ้น จึงลดความไวของสมบัติทางกายภาพต่อการเปลี่ยนแปลงอัตราส่วนการขยายตัว ในการยืดหลอมเหลว LLDPE จะเปลี่ยนแปลงภายใต้แรงดึงต่างๆ โดยทั่วไปจะมีความหนืดต่ำกว่าที่ความเร็วสูง นั่นคือจะไม่แข็งตัวเมื่อยืดเหมือน LDPE ความหนืดจะเพิ่มขึ้นตามอัตราการเสียรูปของพอลิเอทิลีน LDPE แสดงให้เห็นถึงการเพิ่มขึ้นของความหนืดอย่างน่าประหลาดใจ ซึ่งเกิดจากการพันกันของโซ่โมเลกุล ปรากฏการณ์นี้ไม่พบใน LLDPE เนื่องจาก LLDPE ไม่มีกิ่งโซ่ยาว ทำให้พอลิเมอร์ไม่พันกัน คุณสมบัตินี้มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานในฟิล์มบาง เนื่องจากฟิล์ม LLDPE สามารถผลิตฟิล์มที่บางกว่าได้ง่าย ในขณะที่ยังคงรักษาความแข็งแรงและความเหนียวสูงไว้ได้ คุณสมบัติทางรีโอโลยีของ LLDPE สามารถสรุปได้ว่า "แข็งเมื่อถูกแรงเฉือน" และ "อ่อนเมื่อถูกแรงดึง"