پلی اتیلن سنگین بادی یا HDPE Blow Molding چیست؟

پلی‌اتیلن سنگین بادی HDPE Blow Molding یکی از پرکاربردترین و مهم‌ترین مواد در صنعت پلاستیک است که به دلیل ویژگی‌های منحصر به فردش در تولید محصولات مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این ماده به دلیل مقاومت بالا در برابر ضربه و مواد شیمیایی به عنوان یک گزینه ایده‌آل برای بسته‌بندی و تولید لوازم خانگی شناخته می‌شود. اما آیا می‌دانید که چگونه این ماده تولید می‌شود و چه کاربردهایی دارد؟ در این مقاله به بررسی پلی‌اتیلن سنگین بادی و کاربردهای آن خواهیم پرداخت و جزئیات فنی و مثال‌های کاربردی را نیز بررسی خواهیم کرد.

پلی‌اتیلن سنگین بادی چیست؟ پلی‌اتیلن سنگین بادی یا  HDPE Blow Molding به عنوان یک نوع پلیمر ترموپلاستیک در فرآیند قالب‌گیری بادی تولید می‌شود. این ماده به دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی خاص خود در صنایع مختلف کاربردهای گسترده‌ای دارد. از جمله:

• مقاومت بالا: پلی‌اتیلن سنگین بادی دارای مقاومت بالایی در برابر ضربه و فشار است. این ویژگی آن را برای تولید محصولات مقاوم مناسب می‌سازد. به عنوان مثال بطری‌های تولید شده از پلی اتیلن سنگین بادی معمولاً در برابر سقوط و ضربه مقاوم هستند و به راحتی نمی‌شکنند.
• مقاومت شیمیایی: مقاومت در برابر موادشیمیایی یکی از ویژگی‌های اصلی این ماده است و به همین دلیل در بسته‌بندی مواد شیمیایی و غذایی استفاده می‌شود. ظروف تولید شده از این مواد اغلب برای نگهداری مواد شیمیایی خطرناک مانند اسیدها و بازها طراحی شده‌اند به دلیل مقاومت شیمیایی بالای خود ایمن و کارآمد هستند.
• وزن سبک: پلی‌اتیلن سنگین بادی به دلیل وزن سبک خود در حمل و نقل و استفاده آسان‌تر است. وزن سبک پلی اتیلن سنگین بادی همچنین موجب کاهش هزینه‌های حمل و نقل می‌شد و به ذخیره‌سازی بهینه آن کمک می‌کند.
• قابلیت بازیافت: این ماده به راحتی قابل بازیافت است و می‌تواند به چرخه تولید بازگردد. محصولات تولید شده ازHDPE پس از استفاده می‌توانند به گرانول‌های جدید تبدیل شوند و دوباره در تولید محصولات جدید مورد استفاده قرار گیرند.

گرانول پلی‌اتیلن سنگین بادی به عنوان ماده اولیه در فرآیند تولید محصولات پلاستیکی استفاده می‌شود. این گرانول‌ها دارای ویژگی‌های خاصی هستند که در زیر به آن‌ها اشاره می‌شود.

• اندازه و شکل: گرانول‌های پلی‌اتیلن سنگین بادی معمولاً به صورت دانه‌های کوچک و یکنواخت تولید می‌شوند. این ویژگی باعث می‌شود که در فرآیند تولید به راحتی قابل استفاده باشند. اندازه گرانول‌ها معمولاً بین 2 تا 5 میلی‌متر است که به راحتی در دستگاه‌های قالب‌گیری قابل استفاده می‌باشد.
• رنگ: این گرانول‌ها معمولاً به رنگ سفید یا شفاف تولید می‌شوند. اما می‌توانند به راحتی رنگ‌آمیزی شوند. به عنوان مثال با افزودن رنگدانه‌های مختلف می‌توان گرانول‌های HDPE را به رنگ‌های مختلفی تبدیل کرد که در تولید محصولات جذاب و متنوع مؤثر است.
• چگالی: چگالی گرانول‌های پلی‌اتیلن سنگین بادی معمولاً بین 0.94 تا 0.97 گرم بر سانتی‌متر مکعب است. این ویژگی به مقاومت و استحکام این ماده کمک می‌کند. چگالی بالاتر به معنای استحکام بیشتر و مقاومت در برابر فشار و ضربه است.
• مقاومت حرارتی: این گرانول‌ها دارای مقاومت حرارتی بالایی هستند و می‌توانند در دماهای بالا مورد استفاده قرار گیرند. به طور معمول پلی‌اتیلن سنگین بادی می‌تواند دماهای تا 120 درجه سانتی‌گراد را تحمل کند. این ویژگی به تولید محصولاتی که نیاز به تحمل دماهای بالا دارند کمک می‌کند.

در جدول زیر مشخصات فنی گرانول پلی اتیلن سنگین بادی به اختصار درج شده است:

استفاده از گرانول‌های پلی‌اتیلن سنگین بادی در فرآیند تولید محصولات پلاستیکی به روش‌های مختلفی انجام می‌شود. این روش‌ها شامل مراحل زیر است:

1. گرانول‌های پلی‌اتیلن سنگین بادی ابتدا در دماهای بالا ذوب می‌شوند تا به حالت مایع درآیند. دمایی که برای ذوب این ماده بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرد معمولاً بین 180 تا 220 درجه سانتی‌گراد است.
2. پس از ذوب شدن این ماده به داخل قالب‌های مخصوصی منتقل می‌شود. در این مرحله هوا به داخل قالب‌ها دمیده می‌شود تا شکل نهایی محصول ایجاد شود. این مرحله به دقت بالایی نیاز دارد تا محصول نهایی با کیفیت و بدون نقص باشد.
3. پس از قالب‌گیری محصول به سرعت سرد می‌شود تا شکل خود را حفظ کند. این مرحله به حفظ استحکام و مقاومت محصول کمک می‌کند. معمولاً از آب سرد یا هوای سرد برای این مرحله استفاده می‌شود.
4. در صورت نیاز محصولات تولید شده می‌توانند به گرانول‌های جدید تبدیل شوند و به چرخه تولید بازگردند. این فرآیند شامل خرد کردن شستشو و ذوب مجدد محصولات است.

در فرآیند قالب‌گیری به روش بادی از مواد مختلفی استفاده می‌شود که هر کدام نقش خاصی در تولید محصولات دارند. این مواد شامل موارد زیر هستند:

1. پلی‌اتیلن سنگین بادی: این ماده اصلی‌ترین ماده در فرآیند قالب‌گیری بادی است و به عنوان پایه اصلی محصولات استفاده می‌شود. پلی‌اتیلن سنگین بادی به دلیل ویژگی‌های خاص خود به عنوان یکی از بهترین گزینه‌ها برای تولید محصولات پلاستیکی شناخته می‌شود.
2. رنگدانه‌ها: برای ایجاد رنگ‌های مختلف در محصولات از رنگدانه‌های مخصوص استفاده می‌شود. این رنگدانه‌ها به گرانول‌ها اضافه می‌شوند تا رنگ نهایی محصول تعیین شود. به عنوان مثال برای تولید بطری‌های رنگی از رنگدانه‌های مختلف استفاده می‌شود.
3. مواد افزودنی: برای بهبود خواص فیزیکی و شیمیایی محصولات از مواد افزودنی مختلفی استفاده می‌شود. این مواد می‌توانند شامل مواد ضد UV مواد ضد آتش و مواد نرم‌کننده باشند. به عنوان مثال افزودن مواد ضد UV به محصولات از تخریب آن‌ها در برابر نور خورشید جلوگیری می‌کند.
4. حلال‌ها: در برخی موارد برای تسهیل فرآیند تولید از حلال‌ها استفاده می‌شود. این حلال‌ها به کاهش ویسکوزیته مواد کمک می‌کنند. استفاده از حلال‌ها به ویژه در تولید محصولات با دقت بالا بسیار مؤثر است.

در حالت کلی فرآیند قالب گیری بادی به سه شکل مختلف تقسیم بندی می‌شود:

1. قالب گیری بادی اکستروژن

این فرآیند شامل اکستروژن پلاستیک به شکل لوله ای است که بعد از آن به داخل قالب بادی می رود. در این روش مواد اولیه گرم شده و سپس به شکل لوله ای خارج می شود. بعد از قرارگیری در قالب یک گاز به داخل لوله دمیده می شود تا شکل نهایی محصول به دست آید.

2. قالب گیری بادی تزریقی

در این نوع فرآیند ابتدا پلاستیک به طور تزریقی به قالب شکل داده می شود و سپس در مراحل بعدی هوای فشرده به داخل قالب دمیده می شود. این روش مزیتی همچون تولید قطعات پیچیده و دقیق دارد. جزء دیگر این فرآیند امکان تولید محصولاتی با دیواره های نازک و یکنواخت را فراهم می کند.

3. قالب گیری بادی کششی

این روش ترکیبی از قالب گیری بادی با کشش مکانیکی است که به دست آوردن خواص مکانیکی بهتر را امکان‌پذیر می‌سازد. در این فرآیند لوله پلیمری در حین دمش به سمت بالا کشیده می‌شود و نیروهای کششی موجب توزیع یکسان مواد می‌شود. کیفیت سطح و استحکام محصول نهایی در این روش به مراتب بهتر از سایر روش‌ها است.

یکی از رایج‌ترین محصولات تولید شده به روش قالب‌گیری دمشی بطری‌های پلاستیکی هستند. این بطری‌ها به دلیل مقاومت بالا و وزن سبک در صنعت بسته‌بندی بسیار محبوب هستند. به عنوان مثال بطری‌های آب معدنی و نوشیدنی‌های گازدار معمولاً از HDPE تولید می‌شوند.

ظروف پلاستیکی که برای بسته‌بندی مواد غذایی و شیمیایی استفاده می‌شوند معمولاً به روش قالب‌گیری دمشی تولید می‌شوند. این ظروف به دلیل مقاومت در برابر مواد شیمیایی برای بسته‌بندی مواد خطرناک مناسب هستند.

بسیاری از محصولات صنعتی مانند قطعات خودرو و لوازم خانگی نیز به این روش تولید می‌شوند. به عنوان مثال قطعات داخلی خودرو مانند مخزن سوخت و قطعات بدنه معمولاً از HDPE تولید می‌شوند.

لوله‌های پلاستیکی که در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند به روش قالب‌گیری دمشی تولید می‌شوند. این لوله‌ها به دلیل مقاومت بالا در برابر فشار و مواد شیمیایی در سیستم‌های آب‌رسانی و فاضلاب کاربرد دارند.

استفاده از این گرید از پلی اتیلن سنگین به طور خاص برای تولید ظروف و بطری های بادی طراحی شده است. گرید BL3 دارای مقاومت ضربه خوب و استحکام بالایی است که آن را برای کاربردهایی که نیاز به تحمل فشار و ضربه دارند مناسب می سازد. همچنین فرآیند پذیری خوبی دارد و به راحتی در دستگاه های بادی شکل می گیرد. این گرید معمولاً در تولید بطری های مواد شوینده مواد غذایی و ظروف نگهدارنده مایعات استفاده می شود.

HDPE 0035 یکی دیگر از گریدهای پلی اتیلن سنگین بادی است که به طور خاص برای کاربردهای لوله ای و اکستروژن طراحی شده است. به دلیل مقاومت شیمیایی بالا، استحکام و سفتی خوب گرید 0035 برای ساخت لوله های انتقال آب گاز و فاضلاب بسیار مناسب است. این گرید همچنین در ساخت مخازن ظروف بزرگ و سایر قطعات صنعتی که نیاز به مقاومت و پایداری بالا دارند کاربرد دارد. فرآیند پذیری خوب و مقاومت در برابر سایش و خوردگی از دیگر ویژگی های مثبت این گرید است.

پلی اتیلن سنگین گرید 5510 به طور خاص برای فرآیند تزریق طراحی شده است. این گرید دارای مقاومت ضربه و استحکام خوبی است که آن را برای تولید قطعات مختلف تزریقی مناسب می سازد. این گرید معمولا برای تولید قطعات خودرو لوازم خانگی ظروف پلاستیکی و سایر محصولات صنعتی که نیاز به مقاومت بالا و دقت ابعادی دارند استفاده می شود. گرید 5510 از فرآیند پذیری خوبی برخوردار است و به راحتی در دستگاه های تزریق شکل می گیرد.