بولي إيثيلين قليل الكثافة (LDPE)

تُقسم درجة أفلام البولي إيثيلين منخفض الكثافة (LDPE) إلى عدة أنواع، تشمل الأفلام متعددة الأغراض، الأفلام عالية الشفافية، الأفلام الثقيلة، أفلام الانكماش، والأفلام المصبوبة. تتميز هذه المواد بخصائص فيزيائية وميكانيكية فائقة، إلى جانب ثبات كيميائي عالٍ وعزل كهربائي ممتاز. كما تتمتع بنفاذية منخفضة لبخار الماء وسهولة معالجة استثنائية، مما يجعلها مثالية لمجموعة واسعة من التطبيقات. توفر الأفلام المصنوعة من هذه الراتنجات وضوحًا استثنائيًا ومقاومة قوية للشيخوخة، مما يضمن المتانة والأداء طويل الأمد.

التركيب

يُعد البولي إيثيلين منخفض الكثافة (LDPE) بوليمرًا حراريًا يتم تصنيعه من مونومرات الإيثيلين (C₂H₄) من خلال عملية بلمرة بالضغط العالي. يتميز تركيبه الجزيئي بتفرعات عالية، مما يمنحه خصائصه الفريدة.

الخصائص الهيكلية الرئيسية:

• بوليمر عالي التفرّع:
  • يحتوي LDPE على تفرعات قصيرة وطويلة، مما يمنع التراص المحكم للسلاسل البوليمرية.
• هيكل غير متبلور وشبه بلوري:
  • نظرًا لوجود التفرعات، يتمتع LDPE بنسبة بلورية منخفضة (~40-50%)، مما يجعله لينًا وشفافًا.
  • أكثر مرونة وتمددًا مقارنة بالبولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE).
• توزيع منخفض لوزن الجزيئات:
  • يمتلك LDPE توزيعًا واسعًا لوزن الجزيئات، مما يساهم في قوة الذوبان الجيدة وقابلية المعالجة في بثق الأفلام.

الخصائص

تتميز درجة أفلام البولي إيثيلين منخفض الكثافة (LDPE) بكونها مادة مرنة وخفيفة الوزن، مع مقاومة ممتازة للاستطالة والصدمات والشفافية. بكثافة تتراوح بين 0.915 إلى 0.930 جم/سم³، توفر وضوحًا جيدًا لكنها قد تبدو ضبابية قليلاً. يحتوي على نقطة انصهار منخفضة تبلغ حوالي 105-115 درجة مئوية، ويظل مرنًا حتى في درجات الحرارة المنخفضة تحت الصفر، مما يجعله مناسبًا لمجموعة متنوعة من التطبيقات.

يتمتع LDPE بقوة شد متوسطة (8-17 ميجا باسكال) واستطالة عند الكسر تتراوح بين 100-600%، مما يضمن المتانة والمرونة. بينما يوفر حاجزًا جيدًا للرطوبة، فإن خصائصه كحاجز للغازات ضعيفة، مما يسمح بمرور الأكسجين وCO₂.

من الناحية الكيميائية، يتمتع LDPE بمقاومة جيدة للأحماض والقواعد والكحوليات، لكنه عرضة للتحلل عند التعرض للهيدروكربونات. توفر خصائصه الممتازة في الإغلاق الحراري جعله مثاليًا لتطبيقات التعبئة والتغليف، مثل أغلفة الطعام، أفلام الانكماش، وأكياس التسوق. بالإضافة إلى ذلك، يستخدم على نطاق واسع في الأفلام الزراعية، الأفلام الصناعية الواقية، والتطبيقات الطبية مثل الأكياس الوريدية والأنابيب الطبية.

يُعالج LDPE عادةً من خلال عمليات بثق الأفلام المنفوخة أو المصبوبة، حيث تتراوح درجة حرارة المعالجة بين 160-220 درجة مئوية. ومع ذلك، نظرًا لحساسيته لأشعة UV، غالبًا ما تتم إضافة مثبتات لاستخدامه في التطبيقات الخارجية. بشكل عام، تُعتبر درجة أفلام LDPE مادة متعددة الاستخدامات وذات تكلفة اقتصادية، وتتميز بمرونتها وإمكانية إغلاقها وسهولة معالجتها.

التطبيقات

1. التغليف

• صناعة الأفلام البلاستيكية المرنة (مثل أكياس التسوق، الأغلفة، والأكياس المرنة).
• تغليف المواد الغذائية، بما في ذلك أغلفة الطعام، الأكياس المجمدة، وأفلام الانكماش.
• التعبئة الصناعية لحماية المواد والمنتجات.

2. الزراعة

• أفلام البيوت الزجاجية لإنشاء بيئات محمية للنباتات.
• أفلام التغطية الزراعية لحماية التربة والحد من نمو الأعشاب الضارة.

3. المنتجات الاستهلاكية

• الأكياس البلاستيكية (البقالة، تغليف المنتجات، وأكياس القمامة).
• أفلام التغليف اللاصقة لحفظ الطعام وحماية المنتجات.
• بطانات بلاستيكية للاستخدامات المختلفة.

4. البناء والتشييد

• حواجز البخار في المباني لمنع تسرب الرطوبة.
• أغطية لحماية مواد البناء أثناء التخزين أو النقل.

5. الاستخدامات الطبية

• التغليف المعقم للأجهزة الطبية والمعدات والأدوية.
• الأغطية والمفارش الطبية.

المزايا

✅ المرونة: يتمتع LDPE بمرونة عالية ويمكن تمديده دون أن ينكسر.
✅ الشفافية: يوفر وضوحًا عاليًا، مما يجعله مثاليًا لتطبيقات التعبئة والتغليف.
✅ المقاومة الكيميائية: مقاوم جيدًا للمواد الكيميائية والزيوت والشحوم.
✅ التكلفة المنخفضة: مادة اقتصادية نسبيًا، مما يجعلها حلًا فعالًا من حيث التكلفة.
✅ سهولة المعالجة: سهل المعالجة باستخدام تقنيات مثل البثق، القولبة بالحقن، والقولبة بالنفخ.
✅ خفة الوزن: مادة خفيفة الوزن تقلل من تكاليف النقل والمناولة.
✅ مقاومة الرطوبة: مقاومة جيدة للماء، مما يوفر حماية فعالة في تطبيقات التعبئة والتغليف.

العيوب

❌ ضعف القوة الميكانيكية: يتمتع LDPE بقوة شد منخفضة ويمكن أن يتمزق بسهولة تحت الضغط أو الحمل.
❌ مقاومة حرارية محدودة: درجة انصهاره منخفضة، مما يحد من استخدامه في البيئات ذات درجات الحرارة العالية.
❌ الأثر البيئي: غير قابل للتحلل الحيوي ويساهم في تلوث البلاستيك إذا لم يُعاد تدويره بشكل صحيح.
❌ ضعف مقاومة الأشعة فوق البنفسجية: قد يتحلل عند تعرضه لأشعة UV، مما يؤدي إلى هشاشته وتغير لونه بمرور الوقت.
❌ ضعف خصائص الحاجز: غير مثالي للتطبيقات التي تتطلب حاجزًا عاليًا ضد الغازات أو الأبخرة، مقارنة بمواد مثل BOPP أو PET.

درجة أفلام البولي إيثيلين منخفض الكثافة (LDPE) تُعد خيارًا مهمًا في العديد من الصناعات، حيث توفر مزيجًا فريدًا من المرونة، الشفافية، وسهولة المعالجة، مما يجعلها مثالية للتغليف، الزراعة، البناء، والاستخدامات الطبية.