Polietilēna sveķi ir tomoplasta veids, ko parasti izmanto tādu lietu ražošanā kā plastmasas iepirkumu maisiņi, iepakojums, noteiktas caurules un mašīnu daļas, kā arī vairākas rotaļlietas. Tas ir elastīgs ķīmiskais kompozīts, kura ražošana ir salīdzinoši lēta un kas ir plaši pieejams. Nosaukuma “sveķu” daļa galvenokārt attiecas uz vielas viskozitāti. Tas sastāv no sarežģītām etilēna monomēru ķēdēm, kas ir mazas molekulas, kas apvienojas atkārtojošos modeļos, veidojot lielākus savienojumus, kas pazīstami kā polimēri. Ražotāji un pētnieki parasti karsē polimērus, lai tos aktivizētu un manipulētu, lai gan istabas temperatūrā lielākā daļa ir cietas un gandrīz vienmēr saglabās savu formu. Daži no tiem rodas dabiski, bet lielākā daļa no tiem, ko izmanto komerciālos lietojumos, ir sintētiskās ražošanas rezultāts. Ir daudz variāciju, un lielāko daļu no tām var pārstrādāt. Tomēr ne visās kopienās ir pārstrādes programmas, un vairumā vietu plastmasa jebkurā gadījumā nonāk poligonos un citur vidē. Polietilēna saimes plastmasa bioloģiski nenoārdās, un vairāki vides aktīvisti ir pauduši bažas par to, ka tiek turpināta tādu produktu ražošana, kuros izmantoti šie materiāli.
Vispārīga izpratne par sveķiem
Sveķi, vismaz zinātnē, parasti ir biezs šķidrums, kas sastāv no sarežģītiem polimēriem. Koku sula ir izplatīts dabas piemērs. Daži polietilēni dabiski rodas šādi, parasti kā blakusprodukts naftas sadedzināšanai vai apvienošanai un iztvaikošanai. Tomēr biežāk tas tiek izveidots sintētiski laboratorijā. Sveķus var liet veidnēs vai kombinēt ar citiem materiāliem, lai nostiprinātu to formu, pēc tam tos karsē vai atdzesē, lai veidotos cieta viela.
Istabas temperatūrā tie mēdz būt ļoti stabili, un šī iemesla dēļ tos bieži izmanto pārtikai un dzērieniem. Lielākā daļa patērētāju nekad neredz plastmasu tās sveķu formā. Varbūt šī iemesla dēļ vairumā gadījumu to vienkārši sauc par “polietilēnu”.
No ķīmiskā viedokļa
Etilēns ir ogļūdeņradis, kura ķīmiskā formula ir C2H4. Polietilēna sveķiem ir formula C2nH4n+2, kur “n” ir monomēru skaits, kas apvienojās polimerizācijas procesā, veidojot šo ķēdi. Polimerizācijas process pārvērš etilēnu par termoplastiskiem sveķiem.
Primārie veidi
Ir divu veidu sveķi, dabiskie un sintētiskie. Dabiskie sveķi ir ogļūdeņradis, ko izdala augi un citi dabiskie zemes procesi. Kā norāda nosaukums, sintētiskos sveķus ražo, izmantojot procesu, ko sauc par esterificēšanu. Tas ir ķīmisks process, kurā iesaistīts spirts un skābe, kas veido hidroksilsavienojumu, ko sauc par esteri. Gan dabiskie, gan sintētiskie sveķi ir materiāli ar augstu viskozitāti, kas spēj sacietēt noteiktā temperatūrā.
Variācijas
Šāda veida sveķiem ir vairākas variācijas ar nosaukumiem, piemēram, augsta blīvuma polietilēns (HDPE), zema blīvuma polietilēns (LDPE), ļoti zema blīvuma polietilēns (VLDPE) un tā tālāk, pamatojoties uz blīvumu un kristāliskumu. Šo dažādo sastāvu dēļ šos sveķus var plaši izmantot mājās un dažādās nozarēs. Ražošanas procesā sveķus ievada iekārtās ar īpašiem spiediena un temperatūras iestatījumiem. Sveķu cietināšanas īpašība palīdz iestatīt izejmateriālu pēc vajadzības.
Pārstrāde un vides jautājumi
PE, polietilēna saīsinājums, parasti tiek marķēts, lai norādītu, ka plastmasas iepakojums vai plastmasas izstrādājums ir izgatavots no sveķiem. Tam ir arī trīs bultiņu zīmes, kas norāda, ka to var pārstrādāt. Tomēr lielākā daļa polietilēna izstrādājumu, kas ražoti visā pasaulē, nonāk okeānā vai poligonos. Tā kā ik gadu visā pasaulē tiek saražoti vairāk nekā 60 miljoni tonnu materiāla, polietilēna sveķu izmantošana ir kļuvusi par nopietnu vides problēmu.
Daudzās pasaules daļās tiek veikti pētījumi, lai ražotu bioloģiski noārdāmus polietilēna sveķus, lai pārvarētu vides problēmu. Runājot par polietilēna izmantošanu, jaunākie medicīniskie pētījumi liecina par iespēju izmantot HDPE, lai izveidotu implantus sejas deformācijām. Tiek apsvērta arī īpaši augstas molekulārās polietilēna (UHMWPE) šķērssavienojuma izveide, lai uzlabotu pašreizējo kopējo locītavu nomaiņas ierīču nodiluma problēmu.