پلی اتیلن HDPE با دانسیته بالا، دارای استحکام و پایداری کافی در برابر ضربه، مواد شیمیایی، اشعه خورشید و سایر عوامل طبیعی است. این ماده، پلیمر نیمه کریستالی شناخته می شود. چراکه متشکل از مواد کریستالی و آمورفی است که در هر بخش، زنجیره‌های مولکولی با نظم و تراکم بالا کنار یکدیگر قرار گرفته‌اند. پلی اتیلن HDPE، شامل گریدهای متعددی بوده که هریک بر حسب کاربردهای خود، ویژگی‌های منحصربه‌فردی دارد.
انواع پلی اتیلن‌ها
پلی اتیلن‌ها بر اساس فاکتورهایی همچون میزان دانسیته، جرم مولکولی، توزیع وزن مولکولی، درصد کریستال و تعداد شاخه‌ها، به دسته‌های مختلفی طبقه‌بندی میشوند. اما مهم‌ترین عاملی که تعیین‌کننده خواص شیمیایی و مکانیکی محصول نهایی است، می‌توان به جرم و توزیع وزن مولکولی اشاره کرد. با وجود آنکه انواع پلی اتیلن در صنعت کاربرد دارند اما پلی اتیلن سنگین، به‌دلیل مقاومت خاص خود، طیف گسترده‌ای از کاربردها را شامل می‌شود.
در ادامه به‌انواع پلی اتیلن‌ها اشاره کرده‌ایم:
- پلی اتیلن HDPE یا سنگین
- پلی اتیلن LDPE یا سبک
- پلی اتیلن MDPE یا متوسط
- پلی اتیلن LLDPE یا خطی
مسئله مهم دیگر این است که همه پلی اتیلن‌ها در اثر واکنش‌های زنجیرهای، قادر به تولید مواد مختلفی هستند. ورق ژئوممبران از جمله نتایج این واکنش‌هاست.
پلی اتیلن HDPE
HDPE، مخفف‌شده high density polyethylene است که دانسیته آن را می‌توان مابین ۰٫۹۴۱ الی ۹۶۵/۰ در نظر گرفت. در شکل‌گیری این ماده، ابتدا گاز متان به اتیلن مبدل شده و در مرحله بعد، با اعمال دما و فشار، پلی اتیلن ساخته می‌شود. زنجیرهای پلیمر در پلی اتیلن HDPE، به‌شکل فشرده‌ای قرار گرفته‌اند. به‌همین علت، این ماده در برابر گستره وسیعی از مواد شیمیایی مقاوم است. لذا از این پلیمر در تولید انواع محصولات مانند ظروف، اسباب‌بازی، لوله‌های انتقال آب، مجراهای فاضلاب، جامه‌دانها استفاده می‌شود. ورق‌های ژئوممبران از جمله مواد رایجی هستند که از این نوع پلیمر ساخته شده و غشای نفوذ ناپذیری در مقابل سیالات دارند.
دسته‌بندی ژئوممبران بر اساس ماده اولیه
ورق‌های ژئوممبران از لحاظ ساختار به ۲ دسته تقسیم میشوند که در ادامه به شرح مختصری از آنها پرداخته ایم.
ژئوممبران پلی اتیلنی
ژئوممبران‌های پلی اتیلن، ساختارهای گوناگونی دارند که معمولا همه آنها حاوی ۹۷٪ پلی اتیلن فشرده، ۰.۵٪ اکسیدانت، ۲.۵٪ کربن سیاه هستند. تولید ورق‌های ژئوممبران از سال ۱۹۳۰ در دما و فشار بالا شروع شد و در اواسط سال ۱۹۵۰، روش‌های تولید آن با کاهش دما و فشار اندکی تغییر یافت. در نهایت پلی اتیلن‌هایی با چگالی و مقاومت مکانیکی و شیمیایی بالا تولید شد که فاقد هرگونه مواد تصعید شونده هستند. بنابراین میتوانند از خشکی، ترک و تخریب سیستم‌های نفوذ ناپذیر جلوگیری کنند.
ژئوممبران pvc
این ورق‌ها ترکیبی از pvc و مواد نرم‌کننده پلاستی سایزر هستند. این ترکیبات موجب انعطاف‌پذیری ماده میشوند. نرمی و ترمیم‌پذیری آسان، از مزایای ژئوممبران pvc به حساب می آید. اما به‌خاطر داشته باشید که این محصول، خالی از عیب نیست. به‌عنوان مثال این ورق نسبت به ورق‌های پلی اتیلنی عمر کمتری دارد و دلیل آن واکنش سریع با مواد شیمیایی است. بنابراین توصیه می‌شود که حدالامکان، تماسی با مواد دارای هیدروکربن نداشته باشد. زیرا این همان دلیلی بوده که استفاده از ژئوممبران‌های پلی اتیلنی را محبوب کرده است.
انواع ورق‌های ژئوممبران پلی اتیلنی
پلیمرها در اثر واکنش‌های زنجیرهای، قادر به تولید ژئوممبران‌های مختلفی هستند. در ادامه مطلب، به معرفی انواع پوشش‌های ژئوممبران‌ها بر پایه پلی اتیلن می‌پردازیم:
ژئوممبران hdpe
ورق ژئوممبران معمولا بر پایه مقاوم‌ترین نوع پلی اتیلن HDPE ساخته میشوند که شامل لایه‌های ضدآب متعددی هستند. این عایق‌ها بدون هیچ‌گونه زیرساخت در عایق استخر، مخازن ذخیره آب، لند فیلدهای پسماند، کانال‌ها و تونل‌ها، روف گاردن و سایر مکان‌های رطوبتی کاربرد دارند. در حقیقت وجود پلی اتیلن سنگین و متقابلا تولید ورق‌های hdpe در ابعاد و ضخامت‌های مختلف، توانسته پاسخگوی مشکلات و چالش‌های فرایند ایزوله‌سازی باشد.
در گذشته از بتن و سیمان به‌عنوان پوششی برای عایق استفاده می‌کردند. اما امروزه این ورق‌های مستحکم با نفوذپذیری صفر، مقاومت در برابر تنش‌های فیزیکی و شیمیایی و سرعت نصب بالا، جایگزین روش‌های قدیمی شده‌اند.
ژئوممبران LLDPE
ماده اولیه این ژئوممبران پلی اتیلن سبک، گرانول‌های پلی اتیلن خطی بوده که درصد دانسیته آن از پلی اتیلن HDPE کمتر است. به‌همین علت، می‌توان گفت که این ورق انعطاف‌پذیری بیشتری نسبت به ورق‌های پلیمری سنگین دارد و در نتیجه آسیب‌های کمتری را به خود جذب می‌کند. این موضوع، تفاوت فاحش ژئوممبران پلیمری سبک و سنگین را نشانگر می‌شود اما هر ۲ نوع آن، کاربردهای مشترکی دارند. استفاده از این ورق، مانند ژئوممبران hdpe در پروژه‌های صنعتی مثل آب‌بندی مخازن، کانال‌ها، احداث حوضچه‌های تبخیر و احداث دریاچه‌های مصنوعی خلاصه می‌شود.
ژئوممبران VLDPE
این ورق ژئوممبران بر پایه پلی اتیلنی با چگالی بسیار پایین very low density polyethylene ساخته شده و مانند نمونه‌های قبلی، در آب‌بندی سازه‌ها کاربرد دارد. البته استفاده گسترده آن، در مکان‌هایی بوده که از پلی اتیلن سنگین استفاده می‌شود. در واقع HDPE خواصی مثل چگالی بالا و انعطاف پایین دارد و استفاده از ژئوممبران پلی اتیلن vldpe، می‌تواند تا حدی این ویژگی‌ها را خنثی کند.
ژئوممبران MDPE
این ورق لاستیکی از خانواده پلیالفین‌هاست که پایداری شیمیایی نسبتا خوبی دارد. این ماده با پهن‌شدن بر سطح زمین، پستی و بلندی‌ها را پوشش داده و می‌تواند خاصیت فیزیکی خود را تا مدت‌ها حفظ کند. از دلایل کاربرد گسترده این ورق، می‌توان به مقاومت بی‌نظیر آن در برابر شرایط آب‌وهوایی و نور UV اشاره کرد.
جمع‌بندی
پلی اتیلن HDPE، یک پلیمر ترموپلاستیک مبتنی بر نفت است که در جنبه‌های وسیعی از زندگی ما به‌کار می‌رود. این ماده صنعتی از اقلام کوچک مثل ظروف، تخته‌های پلاستیکی و انواع بطری‌ها تا سیستم‌های پیچیده مانند تجهیزات پزشکی، کامپوزیت‌ها و ورق‌های ژئوممبران را پوشش می‌دهد. پلی اتیلن سنگین، اولین ماده از خانواده پلیمرها بود که روی کار آمد و به‌دلیل نقطه ذوب بالا، استحکام کششی، ضریب بالای مقاومت و ساخت آسان، محبوبیت یافت. همچنین اولین ماده‌ای بود که در ساخت ورق‌های ژئوممبران مورد استفاده واقع شد و همچنان کاربرد آن در این زمینه ادامه دارد.
