Lineaarinen matalatiheyksinen polyeteeni eroaa rakenteellisesti yleisestä matalatiheyksisestä polyeteenistä, koska siinä ei ole pitkiä ketjuhaaroja. LLDPE:n lineaarisuus riippuu LLDPE:n ja LDPE:n erilaisista tuotanto- ja prosessointiprosesseista. LLDPE muodostetaan yleensä eteenin ja korkeampien alfa-olefiinien, kuten buteenin, hekseenin tai okteenin, kopolymeroinnista alhaisemmassa lämpötilassa ja paineessa. Kopolymerointiprosessilla tuotetulla LLDPE-polymeerillä on kapeampi molekyylipainojakauma kuin yleisellä LDPE:llä, ja samalla sillä on lineaarinen rakenne, joka tekee siitä erilaiset reologiset ominaisuudet.
sulavirtausominaisuudet
LLDPE:n sulavirtaominaisuudet on mukautettu uuden prosessin, erityisesti kalvoekstruusioprosessin, vaatimuksiin, mikä mahdollistaa korkealaatuisten LLDPE-tuotteiden tuotannon. LLDPE:tä käytetään kaikilla perinteisillä polyeteenin markkinoilla. Parannetut venyvyys-, tunkeutumis-, iskunkestävyys- ja repäisylujuusominaisuudet tekevät LLDPE:stä sopivan kalvoihin. Sen erinomainen kestävyys ympäristön aiheuttamaa jännityshalkeilua vastaan, iskunkestävyys alhaisessa lämpötilassa ja vääntymisen kestävyys tekevät LLDPE:stä houkuttelevan vaihtoehdon putkien, levyjen ekstruusiossa ja kaikissa muovaussovelluksissa. LLDPE:n uusin käyttökohde on kaatopaikkojen katteena ja jätealtaiden vuorauksina.
Tuotanto ja ominaisuudet
LLDPE:n tuotanto alkaa siirtymämetallikatalyyteillä, erityisesti Ziegler- tai Phillips-tyyppisillä. Uudet syklo-olefiinimetallijohdannaiskatalyytteihin perustuvat prosessit ovat toinen vaihtoehto LLDPE:n tuotannolle. Varsinainen polymerointireaktio voidaan suorittaa liuos- ja kaasufaasireaktoreissa. Tyypillisesti okteeni kopolymeroidaan eteenin ja buteenin kanssa liuosfaasireaktorissa. Hekseeni ja eteeni polymeroidaan kaasufaasireaktorissa. Kaasufaasireaktorissa tuotettu LLDPE-hartsi on hiukkasmuodossa ja sitä voidaan myydä jauheena tai jalostaa edelleen pelleteiksi. Mobile ja Union Carbide ovat kehittäneet uuden sukupolven hekseeniin ja okteeniin perustuvaa super-LLDPE:tä. Yritykset, kuten Novacor ja Dow Plastics, lanseerasivat tuotteitaan. Näillä materiaaleilla on suuri sitkeysraja ja uusia mahdollisuuksia automaattisissa pussinpoistosovelluksissa. Viime vuosina on myös ilmestynyt erittäin matalatiheyksistä PE-hartsia (tiheys alle 0,910 g/cm3). VLDPES:llä on joustavuutta ja pehmeyttä, jota LLDPE ei voi saavuttaa. Hartsien ominaisuudet heijastuvat yleensä sulaindeksissä ja tiheydessä. Sulaindeksi heijastaa hartsin keskimääräistä molekyylipainoa ja sitä säätelee ensisijaisesti reaktiolämpötila. Keskimääräinen molekyylipaino on riippumaton molekyylipainojakaumasta (MWD). Katalyytin valinta vaikuttaa MWD:hen. Tiheys määräytyy polyeteeniketjun komonomeeripitoisuuden mukaan. Komonomeeripitoisuus säätelee lyhyiden ketjuhaarojen lukumäärää (joiden pituus riippuu komonomeerityypistä) ja siten hartsin tiheyttä. Mitä suurempi komonomeeripitoisuus on, sitä pienempi on hartsin tiheys. Rakenteellisesti LLDPE eroaa LDPE:stä haarojen lukumäärän ja tyypin suhteen; korkeapaineisella LDPE:llä on pitkät haarat, kun taas lineaarisella LDPE:llä on vain lyhyitä haarat.
käsittely
Sekä LDPE:llä että LLDPE:llä on erinomainen reologia eli sulavirtaus. LLDPE:llä on pienempi leikkausherkkyys kapean molekyylipainojakauman ja lyhyiden ketjujen haarojen vuoksi. Leikkauksen (esim. ekstruusion) aikana LLDPE säilyttää suuremman viskositeetin ja on siksi vaikeampi käsitellä kuin saman sulaindeksin omaavaa LDPE:tä. Ekstruusiossa LLDPE:n alhaisempi leikkausherkkyys mahdollistaa polymeerimolekyyliketjujen nopeamman jännitysrelaksaation ja siten fysikaalisten ominaisuuksien pienemmän herkkyyden paisuntasuhteen muutoksille. Sulavenymässä LLDPE:n viskositeetti vaihtelee eri venymien vaikutuksesta. Yleensä sen viskositeetti on alhaisempi nopeudella. Toisin sanoen se ei venytä kovetu venytettäessä kuten LDPE. Viskositeetti kasvaa polyeteenin muodonmuutosnopeuden myötä. LDPE:n viskositeetti kasvaa yllättäen, mikä johtuu molekyyliketjujen kietoutumisesta. Tätä ilmiötä ei havaita LLDPE:ssä, koska pitkien ketjujen haarojen puute LLDPE:ssä estää polymeerin kietoutumisen. Tämä ominaisuus on erittäin tärkeä ohutkalvosovelluksissa, koska LLDPE-kalvoilla voidaan helposti valmistaa ohuempia kalvoja säilyttäen samalla korkean lujuuden ja sitkeyden. LLDPE:n reologiset ominaisuudet voidaan tiivistää seuraavasti: ”jäykkä leikkauslujuus” ja ”pehmeä venymä”.
Julkaisun aika: 21.10.2022