הבדל מפתח - HDPE לעומת LDPE
למרות ש-HDPE ו-LDPE הן שתי קטגוריות של פוליאתילן, ניתן להבחין בהבדלים ביניהם על סמך התכונות המכניות שלהם. פוליאתילן הוא תערובת של תרכובות אורגניות דומות בעלות הנוסחה הכימית של (C2H4)n פוליאתילן מסווג למספר קבוצות שונות המבוססות בעיקר על צפיפותו והסתעפותו. לגבי דרישות והיצע, ציוני הפוליאתילן החשובים ביותר הם HDPE ו-LDPE. לפוליאתילן בצפיפות גבוהה (HDPE) ולפוליאתילן בצפיפות נמוכה (LDPE) תכונות מכניות שונות כגון מבנה הגביש, גודל ואופי ההסתעפות והמשקל המולקולרי.במילים אחרות, HDPE ו-LDPE נחשבים לקצוות המנוגדים של ספקטרום יישומי הפלסטיק. ההבדל העיקרי בין HDPE ל-LDPE הוא הצפיפות או האופן שבו מולקולות הפולימר מתיישרות. פולימרי HDPE ישרים יותר וארוזים יחד, בעוד שלפולימרי LDPE יש הרבה ענפים, והם אינם ארוזים היטב. בהתבסס על המבנה המולקולרי לכל סוג של פלסטיק יש מאפיינים פיסיקליים וכימיים משלו. במאמר זה, בואו נרחיב מה הם ההבדלים בין HDPE ל-LDPE.
מהו פוליאתילן בצפיפות גבוהה (HDPE)?
HDPE מוגדר היטב על ידי צפיפות גדולה או שווה ל-0.941 גרם/ס מ3 יש לו פולימר אניה ודרגת הסתעפות נמוכה יותר. כתוצאה מכך מולקולות ייארזו קרוב יותר וקשרים בין מולקולריים חזקים יותר מאשר בפולימרים מסועפים מאוד כגון LDPE. היעדר הסתעפות מביא גם לצפיפות גבוהה יותר ועמידות כימית גבוהה במידת מה מאשר LDPE. עם חוזק מתיחה גבוה, HDPE משמש במוצרים כמו מיכלי אשפה, צעצועי תינוקות, צינורות מים, כדים וצנצנות וכן באריזות כגון כדי חלב, אמבטיות חמאה ובקבוקי ניקוי. HDPE הוא גם עמיד יותר ואטום יותר ויכול לסבול טמפרטורות גבוהות יותר בעיקר בהשוואה ל-LDPE. מבחינה תעשייתית, HDPE מסונתז מאתילן בהליך קטליטי.
מהו פוליאתילן בצפיפות נמוכה (LDPE)?
LDPE מוגדר היטב על ידי טווח צפיפות של 0.91–0.94 גרם/ס מ3 פולימר מסועף, LDPE מסונתז מאתילן בהליך קטליטי. האופי המסועף יותר מביא לארוזים של מולקולות באופן לא סדיר וקשרים בין מולקולריים חלשים יותר מאשר בפולימרים ליניאריים מאוד כגון HDPE. עם חוזק מתיחה נמוך, LDPE משמש במוצרים כמו שקיות ניילון ואריזות כמו גם באריזות כגון בקבוקי מים, מיכלי אחסון מזון, בקבוקי חלוקה ואמבטיות פלסטיק. LDPE הוא גם גמיש יותר ושקוף יותר ואינו יכול לסבול טמפרטורות גבוהות יותר בעיקר בהשוואה ל-HDPE.
מה ההבדל בין HDPE ל-LDPE?
HDPE ו-LDPE עשויים להיות בעלי מאפיינים פיזיים ותפקודיים שונים באופן משמעותי. ניתן לסווג אותם לתת-קבוצות הבאות,
Polymer Resin Abbreviation
HDPE: HDPE הוא פוליאתילן בצפיפות גבוהה
LDPE: LDPE הוא פוליאתילן בצפיפות נמוכה
מבנה (נוכחות סניפים)
HDPE: יש לו מבנה ליניארי. לכן, ניתן לדחוס אותו, והוא פחות גמיש וחזק יותר (איור 1)
LDPE: יש לו הרבה סניפים. לכן, קשה לדחוס אותו, והוא קל משקל וגמיש (איור 1)
אזורים גבישיים ואמורפיים
HDPE: ל-HDPE יש אזורים גבישיים גבוהים ואמורפיים נמוכים (יותר מ-90% גבישי). הוא מכיל מספר שרשראות צד לכל 200 אטומי פחמן בשלד הפחמן הראשי המוביל לשרשראות ליניאריות ארוכות. כתוצאה מכך, ניתן לראות אריזה הדוקה וגבישיות גבוהה (איור 1).
LDPE: ל-LDPE יש אזורים גבישיים נמוכים ואמורפיים גבוהים (פחות מ-50-60% גבישי). הוא מכיל פחות משרשרת צד אחת לכל 2-4 אטומי פחמן בשלד הפחמן הראשי המוביל להסתעפות. כתוצאה מכך, ניתן לראות אריזה לא סדירה וגבישיות נמוכה (איור 1).
חוזק מתיחה וכוחות בין-מולקולריים
HDPE: ל-HDPE יש כוחות בין-מולקולריים וחוזק מתיחה חזקים יותר מ-LDPE. חוזק מתיחה הוא 4550 psi.
LDPE: ל-LDPE יש כוחות בין-מולקולריים וחוזק מתיחה חלשים יותר מאשר HDPE.
נקודת התכה
HDPE: 135°C (נקודת התכה גבוהה יותר בהשוואה ל-LDPE)
LDPE: 115°C (נקודת התכה נמוכה יותר בהשוואה ל-HDPE)
קודי שרף פלסטיק
HDPE: HDPE ממוחזר בדרך כלל, וקוד זיהוי שרף (הידוע גם כסמל מיחזור) הוא המספר 2 (ראה איור 2).
LDPE: LDPE ממוחזר בדרך כלל, וקוד זיהוי שרף (הידוע גם כסמל מיחזור) הוא המספר 4 (ראה איור 2).
Density
HDPE: הצפיפות יכולה לנוע בין 0.95-.97 גרם/סמ ק. הצפיפות גבוהה מזו של LDPE.
LDPE: הצפיפות יכולה לנוע בין 0.91-0.94 גרם/סמ ק. הצפיפות נמוכה מזו של HDPE.
כוח משיכה ספציפי
HDPE: משקל סגולי הוא 0.95. המשקל הסגולי גבוה מזה של LDPE.
LDPE: משקל סגולי הוא 0.92. המשקל הסגולי נמוך מזה של HDPE.
Chemical Properties
HDPE: HDPE אינרטי מבחינה כימית, וקרניים אולטרה סגולות עמידות בהשוואה ל-LDPE.
LDPE: LDPE פחות אינרטי מבחינה כימית וכאשר חשיפה לאור וחמצן גורמת לאובדן חוזק.
שקיפות
HDPE: HDPE פחות שקוף או אטום יותר מ-LDPE.
LDPE: LDPE שקוף יותר או פחות אטום מ-HDPE.
Strength
HDPE: זה חזק וקשה יותר מ-LDPE.
LDPE: הוא פחות חזק וחלש יותר מ-HDPE.
גמישות
HDPE: זה נוקשה יותר מ-LDPE
LDPE: זה יותר גמיש מ-HDPE
יישומים כלליים
HDPE: בקבוקי שמפו, מיכלי אחסון מזון, בקבוקי כביסה וניקוי בית, מיכלי משלוח, קנקני חלב, מים ומיץ, בקבוקי חומרי ניקוי, שקיות מכולת, פחי מיחזור, צינורות מים
LDPE: שקיות לניקוי יבש ועיתונים, אריזת כיווץ, סרטים, בקבוקים ללחוץ (דבש/חרדל), שקיות לחם, שקיות אשפה
לסיכום, HDPE ו-LDPE הם דרגות שונות של פוליאתילן וההבדל העיקרי ביניהם הוא היישור של מולקולות הפולימר. כתוצאה מכך, הם עשויים להיות בעלי תכונות פיזיקליות שונות באופן מהותי ויישומים שונים.
