Polyethylene Là Gì? Những điều Cần Biết Về Nhựa PE

Có một loại nhựa nguyên sinh an toàn và được sử dụng nhiều nhất trên Thế giới với sản lượng hơn 60 triệu tấn hàng năm. Đó chính là nhựa PE. Hầu hết các sản phẩm xung quanh chúng ta đều được làm từ loại nhựa này, từ chai nước, bao bì cho đến màng bọc… Đọc ngay bài viết dưới đây mà Havico đã tổng hợp được để hiểu rõ hơn về nhựa PE.

Nhựa PE là gì?

Nhựa PE hay còn gọi là Polyethylene là nhựa nhiệt dẻo, màu trắng trong, bề mặt hạt bóng láng, có ánh mờ bên trong và có khả năng chịu được tác động lực. Đây là một trong những loại nhựa nhiệt dẻo được ứng dụng phổ biến trên Thế giới. Bên cạnh nhựa PE, còn có nhựa PP, PVC…

Nhựa PE là một hợp chất hữu cơ. Nhiều nhóm CH2-CH2 liên kết với nhau thông qua liên kết hydro và được điều chế bằng phản ứng hóa học trùng hợp. Công thức hóa học của nhựa PE là C2H4.

Polyethylen có nhiệt độ hóa thủy tinh ở Tg ≈ -100 °C và nhiệt độ nóng chảy Tm ≈ 120 °C. Yếu tố nhiệt độ này còn có thể phụ thuộc vào loại Polyethylene.

PE có thể được nung nóng, làm lạnh và tái nung mà không làm thay đổi đáng kể hình dạng và tính chất của nó, thể hiện tính linh hoạt vượt trội của vật liệu.

Bên cạnh đó, PE có tính chất cách điện và cách nhiệt, khiến nó trở thành lựa chọn lý tưởng cho các sản phẩm yêu cầu khả năng chống dẫn điện và nhiệt.

Về các tính chất hóa học, vật liệu có những đặc trưng tương tự với hidro no. Chúng không tác dụng với axit, kiềm, thuốc tím, nước brom. PE hòa tan rất yếu trong toluen, xylen, amylacetat, tricloetylen, dầu thoáng và không hoa tan được trong các chất như axeton, ete etylic, glixerol, rượu hoặc thậm chí là nước. Đây cũng là yếu tố giúp PE có tính chống ăn mòn với hóa chất.

PE là vật liệu chống thấm nước và hơi nước tốt. Ngược lại, chúng không thể hiện ưu điểm này với dầu mỡ và các loại khí như khí O2, CO2, N2.

Ưu điểm

• PE có độ dẻo cao, độ bền và độ cứng thích hợp với nhiều ứng dụng khác nhau.
• Khả năng chịu lực tác động lực và va đập tốt. Khi bị kéo căng, nó có thể bị dãn nhưng không bị gãy như một số vật liệu khác.
• So với các loại nhựa khác nhựa PE có khả năng chống thấm nước nên tuổi thọ vật liệu lâu hơn so với các dạng nhựa khác.
• Polyethylene cách điện tốt nên được ứng dụng nhiều vào các sản phẩm, thiết bị chống dẫn điện.
• Màu sắc PE có thể trong hay mờ đục phụ thuộc vào độ dày. Khả năng chịu nhiệt tốt.
• Các dạng nhựa PE như HDPE thể hiện ưu điểm về khả năng tái chế. Chúng có thể được tái chế để sản xuất các sản phẩm khác giúp tiết kiệm chi phí.
• Có khả năng kháng ăn mòn trong môi trường kiềm, axit, dầu mỡ. Khả năng kháng ăn mòn của vật liệu phụ thuộc vào mật độ PE cao hay thấp.
• Độ nhớt của nhựa PE có thể thay đổi theo nhiệt độ giúp cho việc gia công trở nên dễ dàng và linh hoạt.
• Giá thành vật liệu thấp hơn so với các loại nhựa khác và không gây độc hại cho người dùng. PE được xem là một trong các loại nhựa an toàn để sử dụng.

Nhược điểm

• Chất liệu là nhựa, PE khó phân hủy trong tự nhiên. Phải mất hàng thập kỷ thậm chí hơn để chúng có thể phân hủy. Một số người lựa chọn việc đốt chúng để hạn chế việc chiếm không gian, tuy nhiên phương pháp này lại có thể thải ra khí độc. Vì vậy, các phế thải từ nhựa vẫn luôn tồn tại không ngừng trong các bãi rác lớn đặt ra những yêu cầu về giải pháp cấp thiết và những câu hỏi về tính thân thiện môi trường của vật liệu.
• Quá trình sản xuất nhựa PE tiêu tốn một lượng lớn năng lượng, dẫn đến việc thải ra một lượng đáng kể khí CO2, góp phần vào hiện tượng nóng lên toàn cầu.
• Vật liệu có tính chống thấm kém với dầu mỡ. Khi tiếp xúc với chất tẩy hay tinh dầu thơm, PE có thể bị căng phồng hay hư hỏng.

Các loại nhựa PE phổ biến hiện nay

Nhựa PE được chia thành nhiều loại hợp chất dựa vào đặc điểm tỷ trọng, khối lượng phân tử, mật độ, độ phân nhánh… Các phân loại phổ biến nhất của nhựa PE được chia thành 3 dạng: phân nhánh (LDPE, LLDPE); tuyến tính (HDPE, UHMWPE); liên kết ngang (PEX / XLPE)

HDPE (High-density polyethylene) – Polyetylen mật độ cao

HDPE là dạng nhựa PE có cấu trúc tinh thể cao, tính cứng vừa phải, độ bền kéo cao hơn so với các loại polyetylen khác. HDPE có khả năng chịu lực tốt, kháng hóa chất và không bị thấm nước. Loại này được ứng dụng phổ biến trong việc sản xuất hộp đựng sữa, thùng rác, thớt, ống dẫn nước và các sản phẩm chịu tải nặng khác.

UHMWPE (Ultra-high-molecular-weight polyethylene) – Polyetylen có trọng lượng phân tử cực cao

UHMWPE có khối lượng phân tử trung bình từ 3,1 triệu đến 5,67 triệu, vượt xa các loại polyetylen thông thường. Nhựa PE ở dạng này có thể được kéo thành sợi với độ cứng và độ bền cao hơn thép, đồng thời có khả năng chống mài mòn và va đập cực kỳ tốt. Vì vậy, UHMWPE được sử dụng trong các ứng dụng đặc biệt như sợi làm áo chống đạn, lớp lót của thùng đạn, các bộ phận máy móc chịu ma sát cao, và các thiết bị chuyên dụng trong y tế như khớp nhân tạo.

LDPE (Low-Density Polyethylene) – Polyetylen mật độ thấp

LDPE là loại nhựa có cấu trúc phân tử không định hình, cho phép vật liệu có độ dẻo cao nhưng độ bền kéo thấp hơn so với HDPE. Khi kéo căng, LDPE dễ dàng bị biến dạng và dãn dài. Nhờ đặc tính dễ chảy và khả năng tạo hình tốt, loại  này thường được sử dụng để sản xuất màng nhựa, túi mua sắm, lớp lót chống thấm trong công nghiệp đóng gói và các sản phẩm nhựa mỏng.

LLDPE (Linear low-density polyethylene) – Polyetylen mật độ thấp tuyến tính

LLDPE có đặc tính tương tự như LDPE nhưng có độ bền và khả năng chống va đập vượt trội hơn hẳn. Quá trình sản xuất LLDPE tiết kiệm năng lượng hơn và tạo ra một vật liệu có khả năng kháng hóa chất tốt, chống nứt và chịu lực kéo tốt hơn so với LDPE. Loại nhựa này thường được sử dụng trong các ứng dụng như màng co, túi đựng thực phẩm, màng nông nghiệp và một số sản phẩm bao bì khác.

PEX hoặc XLPE (Cross-linked polyethylene)

PEX (hoặc XLPE) là một loại polyetylen có liên kết ngang thông qua việc thêm các chất như dicumyl peroxide trong quá trình sản xuất, tạo ra một loại vật liệu có khả năng chịu nhiệt tốt và kháng hóa chất vượt trội. PEX thường được sử dụng trong các ứng dụng có yêu cầu chịu nhiệt và chống thấm, như ống dẫn nước nóng/lạnh, dây cáp điện và lớp cách nhiệt. Vật liệu này có độ bền cơ học cao và khả năng chống nứt gãy tốt.

Ngoài ra, PE còn có những phân loại dưới đây có mức độ sử dụng ít hơn:

• MDPE (Medium-density polyethylene) – Polyetylen mật độ trung bình
• VLDPE (Very-low-density polyethylene) – Polyetylen mật độ rất thấp
• HMWPE (High-molecular-weight polyethylene) – Polyetylen có trọng lượng phân tử cao
• ULMWPE (Ultra-low-molecular-weight polyethylene) – Polyetylen có trọng lượng phân tử cực thấp
• CPE (Chlorinated polyethylene) – Polyetylen clo hóa

Ứng dụng của nhựa PE

Sản lượng PE chiếm đến hơn 34% trong tổng lượng tiêu thụ nhựa trên toàn Thế giới. Hầu hết các lĩnh vực trong cuộc sống đều có sự tham gia của loại vật liệu này. Nhựa PE có nhiều loại, mỗi phân loại với cấu trúc và mật độ khác nhau sẽ phù hợp với những ứng dụng khác nhau. Chính điều này cũng giúp vật liệu trở nên đa dạng và được lựa chọn nhiều hơn.

Gia dụng

• Chai lọ, hộp đựng đựng thực phẩm
• Ống bắn pháo hoa
• Ống nhựa trong hệ thống cấp thoát nước
• Túi nilon đựng gia vị (đường, muối, bột…)
• Thùng đá, thùng rác, xô nước
• Đồ chơi

Ngành y tế

• Nhựa PE được dùng để làm khớp nhân tạo (khớp háng, khớp gối)

Ngành điện

• Nhựa PE được dùng để làm màng bọc dây điện, dây cáp điện

Ngành công nghiệp sản xuất

• Ống chịu nhiệt
• Ống dẫn hóa chất
• Ống cấp thoát nước trong nhà máy công nghiệp nhẹ, ống nước nóng, lạnh, ống dẫn khí nóng… (nhựa HDPE).
• Màng bọc hàng hóa (Màng PE).
• Sản xuất nắp chai, hộp, thùng chứa, can, thùng phi, khay nhựa
• Làm vật liệu nền trong các hợp chất composite
• Nhựa PE dạng HDPE được dùng làm dây thừng, lưới đánh cá, lưới công nghiệp.
• LLDPE được dùng để làm màng đa dụng, màng căng, bao bì may mặc, màng nông nghiệp, v.v.

Ngành in ấn

• Bao bì, túi đựng đồ, túi đựng rác, túi đựng hàng hóa ở các cửa hàng… (nhựa LDPE)
• Nhựa PE được dùng để làm lớp phủ trên giấy hoặc giấy bìa để tăng độ cứng.
• In tem nhãn, decal.

Nhựa PE được sản xuất bằng những phương pháp nào?

Nhựa PE được sản xuất hàng loạt qua ba quy trình chính: áp suất cao, trung bình và thấp.

Phương pháp áp suất cao, thường được ứng dụng để sản xuất nhựa LDPE, sử dụng ethylene polymer hóa dưới áp suất cao (1000-3000 bar) và nhiệt độ từ 150-300°C cùng với sự hỗ trợ của chất khơi mào.

HDPE và LLDPE được sản xuất qua các phương pháp áp suất thấp như đùn, pha khí và dung dịch, sử dụng các xúc tác Ziegler-Natta hoặc crom trên silicagel.

Quy trình áp suất thấp giúp tiết kiệm năng lượng và chi phí hơn, bao gồm các bước chuẩn bị xúc tác, polymer hóa, tách polymer và tạo hạt thành phẩm. Phương pháp áp suất thấp ngày càng thay thế phương pháp áp suất cao truyền thống, đặc biệt trong là trong sản xuất HDPE và LLDPE, nhờ tính kinh tế và mang lại hiệu quả cao.

Cảm ơn bạn đã đọc hết bài viết này. Hy vọng rằng qua bài viết này của Havico đã giúp bạn hiểu rõ hơn về nhựa PE và các ứng dụng của loại nhựa này trong đời sống. Nếu bạn có hứng thú về chủ đề này, hãy ghé nhớ theo dõi trang web của chúng tôi để cập nhật được những bài viết mới nhất nhé!

Đọc thêm: [Giải đáp] Nhựa tái sinh là gì? Phân loại & cách phân biệt chuẩn xác

Ban biên tập: Havico

5/5 - (1 bình chọn)