Polyethylen

Polyethylen (còn được gọi là polyethylene hoặc polyethene; viết tắt là PE), là một loại nhựa nhiệt dẻo (thermoplastic) được sử dụng rộng rãi trên toàn cầu (hàng năm tiêu thụ hơn 60 triệu tấn) để sản xuất các sản phẩm như ống nhựa, mút cứng, túi nhựa... Công thức phân tử chung của nó là (̵C₂H₄)̵.

Polyethylen là một polyme hữu cơ (poly) được hình thành từ nhiều đơn vị ethylen CH₂-CH₂ liên kết với nhau qua liên kết hydro nội phân tử.

Polyethylen được điều chế bằng cách trùng hợp các monomer ethylen (C₂H₄).

Các tính chất vật lý

Polyethylen có màu trắng, trong suốt, không dẫn điện và không dẫn nhiệt, không thấm nước và khí.

Tùy thuộc vào loại PE, chúng có nhiệt độ hóa thủy tinh T_g ≈ -100 ℃ và nhiệt độ nóng chảy T_m ≈ 120 ℃.

Tính chất hóa học

Ở nhiệt độ cao hơn 70 ℃, PE tan kém trong các dung môi như toluen, xylen, amylacetat, trichloroethylen, dầu thông, dầu khoáng,... Ngay cả ở nhiệt độ cao, PE cũng không thể tan trong nước, các loại rượu béo, aceton, ether ethylic, glycerin và các loại dầu thảo mộc.

Các ứng dụng

Nhờ các đặc tính này, polyethylen được sử dụng để bọc dây điện, bọc hàng hóa, làm ruột đệm, sản xuất chai lọ và thiết bị trong ngành sản xuất hóa chất.

Nhựa HDPE với tính chất vượt trội về độ bền vật liệu đang được áp dụng rộng rãi trong các hệ thống cấp thoát nước, ống chịu nhiệt và hóa chất. Ngoài ra, ở các nước phương Tây, ống HDPE cũng được sử dụng làm ống bắn pháo hoa.

Các loại

Dựa vào khối lượng phân tử, tỷ trọng, độ kết tinh và mức độ khâu mạch, PE được phân thành tám loại khác nhau:

VLDPE

Là một loại polyme chủ yếu có cấu trúc mạch thẳng, với các mạch nhánh rất ngắn.

• Tỷ trọng: 0,880 - 0,915 g/cm³
• Được sản xuất thông qua quá trình trùng hợp triệt để dưới áp suất cao.
• Là chất vô định hình, có độ mềm dẻo tuyệt đối, độ giãn cao và khả năng bảo vệ môi trường, có thể phối trộn với các nguyên liệu chất dẻo mềm khác như PVC, EVA để thay đổi tính chất của nó.
• Được sử dụng để sản xuất màng co, màng căng, găng tay bảo hộ, tham gia vào quá trình biến đổi các loại chất dẻo khác, màng công nghiệp, màng đa lớp.

LDPE

• Tỷ trọng: 0,910–0,925 g/cm³
• Nhiệt độ hóa thủy tinh T_g ≈ 110 ℃

LLDPE

• Tỷ trọng: 0,915–0,925 g/cm³

MDPE

• Tỷ trọng: 0,926–0,940 g/cm³

HDPE

Khác với LDPE, HDPE được sản xuất dưới áp suất thấp với các chất xúc tác như crom/silic catalysts, Ziegler-Natta hay metanloxen (metallocene).

• Tỷ trọng: 0,941–0,965 g/cm³

UHMWPE

Là loại PE có khối lượng phân tử trung bình khoảng từ 3,1 đến 5,67 triệu. UHMWPE rất cứng nên được sử dụng làm sợi và lớp lót trong thùng đạn.

• Tỷ trọng: 0,935–0,940 g/cm³.
• Nhiệt độ nóng chảy T_m ≈ 130 ℃

PEX hoặc XLPE

Được sản xuất bằng cách thêm các peoxit hữu cơ (ví dụ: dicumyl peoxit,…) vào PE trong quá trình gia công. Các phương pháp khâu mạch PE hiệu quả nhất là đúc quay (rotational molding) và bức xạ hồng ngoại (irradiation).

PEX được áp dụng làm màng nhựa, ống, dây và cáp điện.

Kết nối bên ngoài

• Tài liệu liên quan đến Polyethylene trên Wikimedia Commons
• Jean-Michel Charier: Nguyên liệu và quy trình của các vật liệu polyme: nhựa, cao su tổng hợp và sợi gia cường, Nhà xuất bản Hanser, München -Viên-New York, 1991.
• Polyethylene (hợp chất hóa học) trên Encyclopædia Britannica (bằng tiếng Anh)
• Câu chuyện về Polythene: Sự ra đời ngẫu nhiên của túi nhựa
• Các tính chất kỹ thuật và ứng dụng của Polythene
• Bài báo mô tả việc phát hiện ra Sphingomonas là loài vi sinh phân hủy túi nhựa Lưu trữ 2012-11-05 tại Wayback Machine Kawawada, Karen, Waterloo Region Record (ngày 22 tháng 5 năm 2008).