פוליאתילן

פוליאתילן (באנגלית: Polyethylene מכונה לפעמים בראשי התיבות PE) הוא פולימר תרמופלסטי (אנ') נפוץ. יחידת המבנה של פוליאתילן היא אתילן (אֶתֶן) C2H4. תכונות הפולימר משתנות בהתאם למשקל המולקולרי של השרשראות, מידת הסיעוף (אנ') של השרשראות והגבישיות. עבור פוליאתילן בצפיפות בינונית וגבוהה טמפרטורת ההיתוך בדרך כלל בין 120°C ל-130°C. עבור פוליאתילן בעל צפיפות נמוכה טמפרטורת ההיתוך בין 105°C ל-115°C. העמידות הכימית (אנ') של פוליאתילן היא בדרך כלל מצוינת, והפולימר אינו מסיס בטמפרטורת החדר הודות לגבישיות שלו. בטמפרטורה גבוהה ניתן להמיס פוליאתילן בפחמימנים ארומטיים כטולואן או קסילן או בממסים מכילי כלור דוגמת טריכלורואתאן או טרי-כלורו-בנזן. מסווגים פוליאתילנים בהתאם לצפיפות ולסיעוף השרשראות. התכונות המכניות נקבעות על פי מידת הסיעוף, הגבישיות, והמסה המולקולרית (אורך השרשראות הפולימריות). כמו כן, ניתן לייצר פוליאתילן מוקצף. פוליאתילן במשקל מולקולרי גבוה מאוד, Ultra high molecular weight polyethylene (בקיצור UHMWPE) הוא פוליאתילן שהמשקל המולקולרי הממוצע של שרשראותיו הוא בסדר גודל של מיליוני גרם למול (g/mol) - בדרך כלל בין 3.5 ל-7.5 מיליון (עד 200,000 יחידות חוזרות בשרשרת). המשקל המולקולרי הגבוה גורם לדחיסה פחות יעילה של השרשראות למבנה גבישי. כתוצאה, הצפיפות נמוכה יחסית, כ-0.93 גרם לסמ"ק. המשקל המולקולרי הגבוה מקנה קשיחות גבוהה (קשיחות היא מדד לאנרגיה שיש להשקיע כדי לגרום שבר). בשל הקשיחות הגבוהה משתמשים בחומר לייצור חלקי מכונות, מיסבים, תמסורות, לוחות חיתוך (כאלה המשמשים כ"קרש" לקצבים וטבחים) ומפרקים מלאכותיים. סיבים הנטווים מהחומר משמשים כמיתרי חכה, לציוד טיפוס, מיתרים למצנחים ושימושים אחרים הדורשים עמידות מכנית גבוהה. מUHMWPE מייצרים גם את המשטח התחתון של מגלשי סקי (המשטח הנמצא במגע עם השלג). פוליאתילן בצפיפות גבוהה: High density polyethylene או בראשי תיבות HDPE. הצפיפות 0.941 גרם לסמ"ק או גבוהה יותר, אין סיעוף של השרשראות ולכן החומר מאופיין בכוחות בין-שרשרתיים חזקים הגורמים לקשיות גבוהה (מודול יאנג גבוה). משתמשים בחומר לייצור צנרת מים, פחי אשפה, מכלים לחומרי ניקוי ולמוצרי מזון. סימול המיון למחזור הפלסטיק - 2 פוליאתילן מצולב Cross-linked polyethylene או בראשי תיבות PEX או XLPE הוא פוליאתילן בצפיפות גבוהה שהוסיפו לו צילוב בין השרשראות כך שאינו תרמופלסטי אלא תרמוסטי. משמש ליישומים הדורשים עמידות גבוהה בחום. פוליאתילן בצפיפות נמוכה: Low density polyethylene או בראשי תיבות LDPE. צפיפות: 0.91 עד 0.94 גרם לסמ"ק. מכיל הרבה שרשראות מסועפות ולכן אינו בעל מבנה גבישי. כיוון ששרשראות מסועפות לא יכולות להסתדר זו במקביל לזו הכוחות הבין שרשרתיים נמוכים ולכן החומר רך יותר. החומר משמש, למשל, לייצור שקיות ("שקית ניילון" היא בעצם שקית פוליאתילן בעל צפיפות נמוכה), בקבוקי שטיפה ואריזות שונות. עמיד בחום עד 80°C לפרקי זמן ארוכים או בחימום רגעי עד 95°C. בשנת 2024 פורסם כי תוצאות מחקר הראו שחלקיקי מיקרופלסטיק וננופלסטיק שעלולים להצטבר ברקמות הגוף ובזרם הדם קשורים לסיכון מוגבר לאירועים קרדיווסקולריים בהם התקף לב, שבץ מוחי וגורמים נוספים העלולים להוביל למוות בטרם עת. על פי דוקטור אינס צוקר, ראש המעבדה לננו טכנולוגית סביבתית הפקולטה להנדסה ולמדעים מדויקים באוניברסיטת תל אביב, מדובר בעיקר בפלסטיק מסוג פוליאתילן. מדיה וקבצים בנושא פוליאתילן בוויקישיתוף פוליאתילן, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית) איך הומצא הפוליאתילן?, באתר אנציקלופדיה אאוריקה Steven M. Kurtz, Ph.D. UHMWPE Biomaterials Handbook. Ultra-High Molecular Weight Polyethylene in Total Joint Replacement and Medical Devices, מהדורה שלישית, עמוד 3 ילון, גלעד (2024-03-15). "הוכחות לנזק הקטלני של חלקיקי פלסטיק בגוף: "יותר התקפי לב ואירועים מוחיים"". Ynet. נבדק ב-2024-08-29.