١ مقدمه 
١ پلي اتيلن
 ساده ترين ساختار پايه اي را در ميان تمام پليمرها دارد، بزرگترين حجم توليدي در بين مواد پلاستيكي است و احتمالاً درباره  آن بيشتر از هر پليمر ديگري نوشته شده است. ويژگيهاي جذاب اصلي پلي اتيلن علاوه بر قيمت پايين، شامل خواص عالي عايق الكتريكي در گستره وسيعي از فركانسها، مقاومت شيميايي بسيار خوب، فرآيندپذيري مناسب، چقرمگي، انعطافپذيري، ودربرخي از گريدها، شفافيت در فيلمهاي نازك است

امروزه اين پليمر پرمصرف ترين ماده ي پليمري شناخته ميشود كه به آساني و با هزينه نسبتا كم به توليد ميرسد. انواعي از آن كه شاخه اي هستند يا به عبارتي متوسط وزن مولكولي پاييني دارند، از تنش هاي زيست محيطي تاثير ميگيرند و در اثر تابش نور خورشيد و قرار گرفتن در معرض رطوبت تجزيه ميشوند.  به ازاي ميزان دانسيته زنجيره هاي پلي اتيلن انواع مختلفي از آن توليد ميشود: 

پلي اتيلن سبك سنگين به دليل فشردگي مولكولي دانسيته بيشترو انعطاف پذيري كمتري نسبت به پلي اتيلن سبك دارد. اين پليمر مقاومت ضربه كمتري نسبت به پلي اتيلن سبك دارد، اما مقاومت شيميايي  آن دربرابرمواد شيميايي، مانند مقاومت آن دربرابر تنش هاي شكننده محيطي خوب است. پلي اتيلن سبك خطي به دليل بالا بودن ميزان انعطاف پذيري در تهيه انواع وسايل پلاستيكي انعطاف پذير مانند لوله هاي خم شونده كاربرد دارد. 
-٢خواص پلي اتيلن 
پلي اتيلن يك ترموپلاستيك موم مانند است كه در حدود ٨٠ تا ١٣٠ درجه سانتيگراد نرم ميشود و چگالي كمتري نسبت به آب دارد. اين ماده مستحكم است اما مقاومت كششي متوسطي دارد، عايق الكتريكي بسيار خوبي است و مقاومت شيميايي بسيار خوبي دارد.در حالت تودهاي به صورت نيمه شفاف يا كدر است اما فيلم هاي نازك آن ممكن است شفاف باشند. 
-١-٢خواص مكانيكي 
خواص مكانيكي پلي اتيلن به شدت وابسته به جرم مولكولي ودرجه شاخه دار بودن پليمراست. همانند سايرپليمرها، اين خواص نيز به سرعت آزمون، دماي آزمون، روش آماده سازي نمونه، اندازه و شكل نمونه، و تا حد كمي در مورد پلي اتيلن به شرايط نگهداري نمونه ها قبل از آزمون وابسته است. 

پلي اتيلن (PE(تحت بار بهطور مداوم با گذشت زمان دچار تغيير شكل ميشود كه به اين پديده (خزش) ميگويند.  آگاهي از رفتار خزش در هنگام بررسي كاربردهاي باربر، مانند لوله كشي آب، بسيار حائز اهميت است. بهطور كلي، با افزايش بار، افزايش دما و كاهش چگالي، ميزان خزش افزايش مييابد. 
-٢-٢خواص حرارتي 
پليمرها در دماي اتاق مقاوم هستند، اما با سرد شدن ترد ميشوند، به طوري كه برخي نمونه ها تا دماهاي پايينتري مانند ٧٠- درجه سانتيگراد ترد نمي شوند. به طور كلي، هرچه جرم مولكولي بيشترو ميزان شاخه دار بودن بيشترباشد، نقطه تردي پايينتر خواهد بود. نقاط ترد اندازه گيري شده همچنين به روش آماده سازي نمونه وابسته است و اين نشان دهنده حساسيت پليمربه نواقص سطحي است. ظرفيت حرارتي ويژه پلي اتيلن بيشتراز بيشترترموپلاست يكها است و به شدت به دما وابسته است. مواد با چگالي كم داراي ظرفيتي حدود ٢.٣ ژول بر گرم در دماي اتاق و حدود ٢.٩ ژول بر گرمدر دماهاي ١٢٠ تا ١٤٠ درجه سانتيگراد هستند. 
نواحي قله ها در اين منحنيها نشان دهنده انتالپي ذوب نواحي بلوري است. Tm با چگالي متغير است. به دليل دامنه وسيع جرائم مولكولي ميان پليمرهاي تجاري، ويسكوزيته ها نيز بسيار متغير است. پليا تيلن هاي معمولي داراي ويسكوزيته هايي بالاتر از پليآميدها و كمتر از PVC بدون پلاستيك و پلي متيل متاكريلات هستند. LLDPEها نسبت به LDPEهاي معمولي كمتر شبه پلاستيك هستند. بنابراين، هنگام مقايسه اين دو ماده در همان شاخص جريان ذوب، پليمر«خطي» درنرخهاي برش بالاتر كه معمولاًدر طي فرآيند به وجود مي آيد، ويسكوزتر خواهد بود زيرا شاخه هاي بلندي وجود ندارد. همانطور كه معمول است، افزايش دما موجب كاهش ويسكوزيته ذوب ميشود. فرآيند ذوب معمولاً در محدوده دمايي ١٥٠ تا ٢١٠ درجه سانتيگراد انجام ميشود، اما دماهايي به اندازه ٣٠٠ درجه سانتيگراد نيز ممكن است در برخي كاربردهاي پوشش كاغذ استفاده شود. در يك جو بياثر، پليمر در دماهاي تا ٣٠٠ درجه سانتيگراد پايدار است، بهطوري كه دماهاي بالاي فرآيند به دليل تجزيه مشكلات جدي ايجاد نميكند، مشروط بر اينكه تماس ذوب با اكسيژن به حداقل برسد.

در جدول بالا، برخي از روابط كلي ميان خواص پلي اتيلن را هنگام تغيير در تبلور/چگالي، شاخص جريان مذاب (MFI(، و توزيع جرم مولكولي (MMD(نشان ميدهد. اين روابط به وضوح اثرات كلي شاخه دار بودن (چگالي) و جرم مولكولي بربرخي از خواص پليمر را نشان ميدهند، اما بايد به خاطرداشت كه در شرايط مختلف آزمون ممكن است نتايج متفاوتي به دست آيد. همچنين بايد توجه داشت كه پليمرهاي با چگالي مختلف اما با يك شاخص جريان مذاب يكسان، داراي جرم مولكولي يكساني نيستند.

٢خواص الكتريكي 
خواص عايقكاري پلي اتيلن (PE (با خواص هرماده دي الكتريك ديگري به خوبي مقايسه ميشود. از آنجا كه اين ماده غيرقطبي است، خواصي مانند فاكتور توان و ثابت دي الكتريك تقريباً مستقل از دما و فركانس هستند. ثابت دي الكتريك به طور خطي به چگالي وابسته است و كاهش چگالي درهنگام گرم شدن منجربه كاهش كوچك درثابت دي الكتريك ميشود. باكسي داسيون پلي اتيلن با تشكيل گروههاي كربونيل ميتواند منجر به افزايش جدي فاكتور توان شود. براي كاهش اين اثر، آنتياكسيدانها به تركيبات براي كاربردهاي الكتريكي افزوده ميشوند. 

٣افزودني ها 
پركننده ها، كه از اجزاي مهم بسياري از مواد پلاستيكي هستند، به ندرت با PE استفاده ميشوند زيرا آنها با تبلور پليمر تداخل كرده و غالباً محصولاتي نسبتاً ترد و با شكلپذيري پايين ايجاد ميكنند. كربن سياه داراي اثر تقويتي است و در پليمرهاي پيوند متقاطع كاربرد دارد. همچنين در ايجاد مقداري هدايت الكتريكي به پليمر نيز مفيد است.
نتايج بهتري با پركنندههاي غير سياه ممكن است با استفاده از عوامل جفتكننده سيلان و تيتانات به دست آيد، و تركيباتي با سختي و مقاومت كششي بيشتر نسبت به پليمر بدون پركننده قابل دستيابي است. با اين حال، برخلاف پروپيلن، پلي اتيلن پر شده با مواد معدني اهميت چنداني ندارد. 

تعدادي از رنگدانه ها براي استفاده در PE موجود است. نيازهاي اصلي يك رنگدانه اين است كه نسبت پوشش به هزينه بالايي داشته باشد و بايد شرايط فرآيند و سرويس را تحمل كند.درمورد PE، بايد توجه خاصي به اين موضوع شود ك هرنگدانه باعث كاتاليزاكسيداسيون نشود؛ اثري كه با تعداد يازرنگدانه هاي مبتني بر كبالت، كادميوم و منگنز مشاهده شده است. اثرات نامطلوب ديگري نيز با اكسيد كروم هيدراته، آبي آهن، اولترا مارين و دياكسيد تيتانيوم  آناتاز گزارش شده است .براي كاربردهاي عايق الكتريكي، رنگدانه هايي مانند آبي كبالت كه باعث افزايش سريع فاكتور توان در اثرپيري ميشوند، بايد اجتناب شوند. 

پلي اتيلن به راحتي ميسوزد و تعدادي از مواد بهعنوان مواد ديرسوز مورد استفاده قرار گرفته اند. اين مواد شامل ترياكسيد آنتيموان و تعدادي از مواد هالوژنه هستند. با اين حال، به دليل تشكيل گازهاي سمي و دودهاي خورنده در حين احتراق، تحقيقات دراين حوزه به سمت توسعه مواد ديرسوز بدون هالوژن معطوف شده است، بهعنوان مثال، افزودنيهايي كه قادر به تشكيل يك لايه سوخته بر روي سطح پليمر هستند كه ميتواند از ماده زيرين محافظت كند، يا با آزادسازي آب تجزيه ميشوند.
لايه هاي فيلم LDPEاغلب نشاندهنده چسبندگي بالا يا (مسدود شدن) هستند، ويژگياي كه معمولاً در فرآيند و استفاده مشكل ساز است. يكي از راه هاي غلبه بر اين نقص، افزودن عوامل ضد مسدود شدن مانند سيليكاي ريز است.
علاوه بر اين، عوامل لغزشي ميتوانند به منظور كاهش اصطكاك بين لايه هاي فيلم اضافه شوند. آميدهاي اسيد چرب مانند اولئاميد و بهويژه اروساميد بهطور گستردهاي براي اين هدف استفاده ميشوند. پليمرهايي با چگالي بالاي ٩٣٥
𝐾𝑔/𝑚ି٣
نشاندهنده خواص لغزشي خوبي هستند و معمولاً براي اين محصولات به عوامل لغزشي نيازي نيست. 

-٤كاربردها 
با توجه به تنوع بالاي انواع و گريدهاي پلي اتيلن (PE (كه تا كنون توصيف شدهاند، جاي تعجب نيست كه پلي اتيلن در حال حاضر بر صنعت پليمر تسلط دارد. ويژگيهاي پلياتيلن كه منجر به استفاده گسترده از آن ميشود، بهطور
خلاصه به شرح زير است:
٨
.١ **هزينه كم؛** 
.٢ **سهولت در فرايندپذيري** 
.٣ **خصوصيات عالي عايق الكتريكي؛** 
.٤ **مقاومت شيميايي عالي؛** 
.٥ **سختي و انعطافپذيري حتي در دماهاي پايين؛** 
.٦ **شفافيت معقول فيلمهاي نازك** 
.٧ **عدم بوي نامطبوع و سمي بودن** 
.٨ نفوذپذيري كم بخار آب بهطور كافي براي بسياري از كاربردهاي بستهبندي، ساختماني و كشاورزي

علاوه بر اين موارد، ميتوان به اين نكته نيزاشاره كرد كه اطلاعات زيادي درموردفرايند پذيري و خواص اين ماده موجود است و خواص آن بهطور نسبي براي عموم مردم شناخته شده و قابل درك است. 
محدوديتهاي پلياتيلن عبارتند از: 
.١ **دماي نرم شدن پايين؛** 
.٢ **حساسيت گريدهاي با جرم مولي پايين به شكست تحت كشش (ESC(؛** 
.٣ **حساسيت به اكسيداسيون (با اين حال، پلياتيلن در اين زمينه نسبت به بسياري از ديگر پليمرها بهتر است)؛** 
.٤ **عدم شفافيت ماده در حالت تودهاي؛** 
.٥ **ظاهر شبيه به واكس؛** 
.٦ **مقاومت ضعيف در برابر خراش؛** 
.٧ **نفوذپذيري گاز بالا.** 

٤كاربرد LLDPE
در حال حاضر، LLDPEسهم بيشتري از بازار نسبت به LDPEدارد. كارخانههاي پليمريزاسيون براي LLDPE ارزانتر، آسانتردر بهرهبرداري ونگهداري، با نيازهاي انرژي كمترو چندمنظورهتراز كارخانههاي فشار بالا هستند.
به همين دليل، هزينههاي توليد كاهش مييابد. همچنين، مزاياي فني براي كاربروجود دارد، زيرا فيلمهاي توليد شده از LLDPEداراي استحكام ضربه، استحكام كششي و قابليت كشش بالاتري هستند. چنين ويژگيهايي امكان توليد
فيلمهايي با ضخامت كمتر و عملكرد مكانيكي يكسان را فراهم ميكند. مواد LLDPEداراي درخشندگي كمتري، مهگوني بيشتر، مناسبتر براي فيلمهاي انقباضي كمترو داراي دامنه دما براي حرارتدوخت باريكتري هستند

٤كاربرد HDPE
اكنون HDPEدر انواع مختلف گريدها با MFIبين ٠.٢٥ تا ٤٠ و چگالي بين ٩٤٦ تا ٩٦٤ ��/�𝐾�
موجود است كه ି٣
هريك براي يك روش پردازش يا كاربرد خاص بهينهسازي شدهاند MMD .بايمودال، كهبراي لولههاي فشارتوسعه يافتهاست، نيزموجوداست كهدرآن، مولكولهاي با جرممولي بالا استحكام ضربه، سختي ومقاومت خوبي دربرابر شكست تحت كشش (ESC(را بهارمغان ميآورند،در حالي كهقله جرممولي پايينتررفتار جريان را بهبود ميبخشد.
فيلم HDPEعمدتاً براي كيسههاي خريد، زبالهو كيسه هاي فريزعميق استفاده ميشود. يكي ديگراززمينه هاي قابل توجهاستفاده از HDPEبراي لولهها است. استفادهها شامل لولهكشي آب و گاز خانگي، لوله كشي كشاورزي وبه طور كوچكتر، لوله هاي جوهري براي خودكارها ميشود. در اين حوزه كاربرد، اخيراً توجه خاصي به پليمرهاي دوقله اي  به دليل مقاومت آنها در برابر ترك خوردگي در لوله كشي آب با قطرهاي تا ١٠٠٠ ميليمتر و توانايي تحمل ٢ فشارهاي ٠.٦ تا ١.٠ مگاپاسكال جلب شده است. چنين لوله هايي براي تجديد پوشش شبكه هاي توزيع آب شرب بتني و چدني كه در حال پيري هستند، استفاده شده اند.