پلي اتيلن وكس كه به عنوان محصول جانبي پليمريزاسيون اتيلن و یکی از متداول ترین روان کننده های خارجی به شمار می روند، با جدا كردن برش هاي پلي اتيلن با وزن مولكولي پايين از حلال (عموما هگزان) بدست مي آيند. اين وكس توزيع وزن مولكولي پهن تر نسبت به وكس هاي پلي اتيلني كه مستقيما سنتز مي شوند، دارند. اين پلی اتیلن وكس ها در خواص نوسانات زيادي دارند. مي توان با فرايندهاي بعدي مثلا تقطير تحت خلاء به توزيع هاي وزن مولكولي باريكتري دست يافت و از طریق پلیمریزاسیون تحت فشار بالا یا پایین حاصل می شوند.
چنین وکس هایی دارای ساختارهای بنیادین یکسان می باشند، اما در فرایندهای مختلف تولیدی، محصولاتی با مشخصه های متفاوت بدست می آیند که این مشخصه ها تاثیر مهمی بر موارد مصرف محصول دارند. پلی اتیلن وکس در دمای معمولی در حلّال های آلی غیر قابل حل است، ولی در دمای بالاتر، در آلیفاتیک ها، هیدروکربن های کلرینه و اکثر حلّال های غیر قطبی قابل حل می باشد.
پلی اتیلن وکس ، پلی اتیلنی با وزن مولکولی فوق العاده کم بوده که دارای مشخصه هایی شبیه وکس بوده و از زنجیره های مونومر اتیلن تشکیل شده است. واکس پلی اتیلن دارای کاربردهای بسیار متنوعی است و به عنوان محصول جانبی تولید پلی اتیلن تولید می شود و به دو شکل HDPE و LDPE در دسترس است. وكس ها را از نظر كاربرد مي توان در دو گروه طبقه بندي كرد:
- استفاده به عنوان كمك فرايند
- استفاده به عنوان مواد پايه يا افزودني براي مشاركت، بهبود و اصلاح در خواص محصول نهايي
ویژگی های پلی اتیلن وکس چیست
پلی اتیلن وکس، ماده ایی بی بو و بی رنگ، شفاف و به شکل کریستال جامد است. پلی اتیلن های وکس سنگین، دارای ساختاری خطی هستند و با فشار پایین و متوسط تولید می شوند. این ماده به شکل های ظاهری پرک و پودری قابل دسترسی است.
پلی اتیلن وکس پایدار در برابر حرارت و مقاوم در برابر مواد شیمیایی می باشد. ترکیب این ویژگی ها با مقاومت در برابر سایش و نقاط ذوب گسترده، این ماده را به گزینه ای غیرقابل بحث برای طیف وسیعی از کاربردهای صنعتی تبدیل می کند.
پلی اتلین وکس معمولاً در دو نوع امولسیونی و غیر امولسیونی تولید می شود. تفاوت این دو نوع در جرم مولکولی آنهاست و جرم مولکولی آنها بین 2000 تا 4000 است.
قابلیت امولسیون شدن به ویژه در صنعت نساجی بسیار مهم است. این ماده همچنین در پوشش کاغذ، مواد کمکی چرم، مداد رنگی و مواد آرایشی استفاده می شود. نوع غیر امولسیون بیشتر در چاپ جوهر، کنسانتره های رنگدانه ای و رنگ ها مورد استفاده قرار می گیرد.
در بخش نساجی، این ماده احتمالاً بیشترین کاربرد را دارد زیرا امولسیون های ساخته شده از پلی اتیلن وکس نرم کنندگی پایداری را ارائه می دهند. در حالی که این امولسیون ها در برابر اسیدها و سایر مواد شیمیایی مقاومت می کنند، با پارچه سازگار هستند و باعث زرد شدن پارچه ها ، تغییر رنگ و احتباس کلر نخواهند شد.
تولید وکس پلی اتیلن
در فرآیند تولید پلی اتیلن وکس، گاز اتیلن در هگزان حل می شود و به همراه یک کاتالیست در راکتوری سه فازی، عملیات پلیمرازیسیون انجام می شود. لازم به ذکر است که این فرآیند دو خروجی اصلی و فرعی دارد. در خروجی اصلی پلیمر به همراه حلال و در جریان فرعی وکس با کمی حلال وارد خروجی راکتور می شود. وکس همراه حلال در چند مرحله تبخیر شده و در نهایت وکس به صورت مذاب وارد تانک ذخیره می شود. سپس آن را در ظرف فلزی که تا نیمه از آب پر شده ریختهتا سرد شود و بعد از خشک شدن آنها را برای بسته بندی آماده می کنند.
در نوع دیگر از وکس پلی اتیلن از روش شکست زنجیره مولکولی نوعی پلی اتیلن سبک خطی به دست می آید. در این نوع تولید مواد از خلوص بسیار زیادی برخوردار خواهند شد و در زنجیره ای باریک توزیع می گردد.
نکته دیگری که باید در خصوص پلی اتیلن دانست آن است که این ماده صنعتی در دمای بالا انبساط پیدا می کنند و با کاهش دما دچار انقباض می گردد. همینطور این تغییرات دما موجب تغییر شکل وکس می شود و هر چه دما بالاتر باشد انعطاف پذیری محصول هم بیشتر خواهد شد.
کاربرد پلی اتیلن وکس
- تولید محصولات پلاستیکی و تزریقی
- بسته بندی مواد غذایی و مواد لبنی
- تولید لوله های آب و فاضلاب و لوله های تحت فشار گاز
- روان کننده: از وکس ها به عنوان یک روان کننده خارجی در پلاستیک ها استفاده می شود. بطور مثال در فرایندهای اکستروژن و کلندرینگ PVC
- استفاده در تولید تخته های کامپوزیت چوبی به عنوان عامل ضد آب: از قبیل ام دی اف ها، تخته های نئوپان، تخته های OSB و سایر محصولات چوبی
- شمع
- تولید انواع مداد شمعی و مداد رنگی و با توجه به غیر سمی بودن آن برای کودکان بی خطر است.
- تولید پارافین کلره برای استفاده در لوله های PVC
- استفاده در روانکاری فلزات
- تخته های بسته بندی
وکس های خوراکی به منظور ایجاد استحکام و همینطور ضد آب سازی بسته های حمل مواد خوراکی به کار گرفته می شوند.
- روکش
وکس می تواند روکشی ایجاد کند که اکسیژن را از خود عبور داده اما مانع از نفوذ آب شود. این امر کاربردهای فراوانی در صنایع مختلف از جمله مواد آرایشی، خوراکی، بسته بندی، مبلمان و … دارا می باشد.
- بسته بندی انعطاف پذیر
وکس های خوراکی و ترکیبات وکس به منظور لمینت سازی ترکیبات و روکش نمودن سطوح به منظور ایجاد استحکام و ضد آب سازی مورد استفاده قرار گرفته و موجب بهبود ظاهر و تبدیل رطوبت به بخار می گردد.
- خوراکی ها
- چسب های هات ملت
وکس ها در بیشتر فرمولاسیون های چسب های هات ملت بکار میروند تا ویسکوزیته چسب را کنترل کرده و به کشیدگی، انعطاف پذیری و زمان اثرگذاری چسب ها کمک کند.
- مرکب
در فرمولاسیون جوهر های چاپ گرافیکی به عنوان ضد خش استفده می شود.
- استفاده در محصولات غذایی و آرایشی و بهداشتی
پلی اتیلن های وکس تصفیه شده غیر سمی هستند و در بسیاری از محصولات غذایی، آرایشی و بهداشتی مورد استفاده قرار می گیرند.
- استفاده در تایرهای لاستیکی
این ماده موجب ایجاد لایه ایی محافظ بین سطح لاستیک و هوا می شود.
- پولیش کفپوش های چوبی
- پراکندگی رنگدانه / عامل رنگ آمیزی
- اصلاح سطح
- صنعت نساجی