پلی اتیلن ها خانواده‌ای از رزينها مي باشند که از طريق پليمريزاسيون گاز اتيلن ( C2H4 ) بدست می آيند . از طريق کاتاليست و روش پليمريزاسيون اين ماده می توان خواص مختلفی همچون چگالی، شاخص جريان مذاب (MFI) ، بلورينگی، درجهء شاخه ای و شبکه ای شدن، وزن مولکولی و توزيع وزن مولکولی را در آنها کنترل کرد. پليمرهای با وزن مولکولی پائين را به عنوان روان کننده (Lubricant) به کار می برند.
پليمرهاي با وزن مولکولي متوسط واکس هايي امتزاج پذير (مخلوط پذير) با پارافين مي باشند و نهايتا پليمرهايي با وزن مولکولي بالاتر6000 در صنعت پلاستيک بيشترين حجم مصرف را به خود اختصاص مي دهند. پلي اتيلن شامل ساختار بسيار ساده اي است ، به طوري که ساده تر از تمام پليمرهاي تجاري مي باشد . يک مولکول پلي اتيلن زنجير بلندي از اتم هاي کربن است که به هر اتم کربن دو اتم هيدروژن چسبيده است که شکل آن را مي توانيد در زير مشاهده کنيد:
گاهي اوقات به جاي اتم هاي هيدروژن در مولکول (پلي اتيلن)، يک زنجير بلند از اتيلن به اتم هاي کربن متصل مي شود که به آنها پلي اتيلن شاخه اي يا پلي اتيلن سبک (LDPE) مي گويند؛ چون چگالي آن به علت اشغال حجم بيشتر، کاهش يافته است. در اين نوع پلي اتيلن مولکولهاي اتيلن به شکل تصادفي به يکديگر متصل مي شوند و ريخت و شکل بسيار نامنظمي را ايجاد مي کنند. چگالي آن بين 910/0 تا 925/0 است و تحت فشار و دماي بالا و اغلب با استفاده از پليمريزاسيون راديکال آزاد وينيلي (Free radical polymerization) توليد مي شود. البته براي تهيهء آن مي توان از پليمريزاسيون زيگلر ناتا (Ziegler-Natta polymerization)نيز استفاده کرد شکل آن به صورت ير است :
وقتي هيچ شاخه اي در مولکول وجود نداشته باشد آن را پلي اتيلن خطي (HDPE) مي نامند. پلي اتيلن خطي سخت تر از پلي اتيلن شاخه اي است اما پلي اتيلن شاخه اي آسانتر و ارزانتر ساخته مي شود. ريخت و شکل اين پليمر بسيار کريستالي شکل است. پلي اتيلن خطي محصول نرمالي با وزن مولکولي 200000-500000 است که آن را تحت فشار و دماهاي نسبتا پائين پليمريزه مي کنند. چگالي آن بين 941/0 تا 965/0 است و آن را بيشتر به وسيلهء فرآيند مشکلي که پليمريزاسيون زيگلر ناتا ناميده مي شود، تهيه مي کنند. شکل اين پلي اتيلن را در تصوير بالا ميتوانيد مشاهده کنيد. پلي اتيلني نيز وجود دارد که چگالي آن مابين چگالي اين دو پليمر است يعني در محدودهء 926/0 تا 940/0 ؛ و آن را پلي اتيلن نيمه سنگين يا متوسط مي نامند. پلي اتيلن با وزن مولکولي بين 3 تا 6 ميليون را پلي اتيلن با وزن مولکولي بسيار بالا يا UHMWPE مي نامند و با پليمريزاسيون کاتاليست متالوسن توليد مي کنند. مادهء مذکور از فرآيند پذيري دشوارتري برخوردار بوده ولي خواص آن عالي است. هنگامي که از طريق تشعشع يا استفاده از مواد افزودني شيميايي ، اين پليمر تماما شبکه اي شود، پلي اتيلن ياد شده ديگر گرما نرم نخواهد بود. اين ماده با پخت حين قالب گيري يا بعد از آن يک گرما سخت واقعي با استحکام کششي، خواص الکتريکي و استحکام ضربهء خوب در دامنهء وسيعي از دماها خواهد بود. از آن براي ساخت فيبرهاي بسيار قوي استفاده مي کنند تا جايگزين کولار (نوعي پلي آميد)در جليقه هاي ضد گلوله کنند ؛ و همچنين صفحات بزرگ آن را مي توان به جاي زمين هاي اسکيت يخي استفاده کرد. به وسيلهء کوپليمريزاسيون مونومراتيلن با يک مونومر آلکيل شاخه دار، کوپليمري با شاخه هاي هيدروکربن کوتاه بدست مي آيد که آن را پلي اتيلن خطي با چگالي کم يا LLDPE مي نامند و از آن اغلب براي ساخت اشياءاي شبيه فيلم هاي پلاستيکي ( کیسه فريزر ) استفاده مي کنند.
برخي ويژگيهاي پلي اتيلن
مهمترين ويژگی هاي ذاتي پلی اتيلن هاي تجاری براي کاربردهای اصلي عبارتند از:
1) چگالي
2) نمايهء مذاب
3) توزيع وزن مولکولي
چگالي
همان طور که قبلا اشاره شد چگالي انواع پلی اتيلن ها در محدودهء 910/0 تا 965/0 دارد و علت اينکه آن را تا سه رقم اعشار ذکر مي کنند اين است که 003/0 تغيير در چگالي باعث تغيير قابل توجه اي در ويژگی ها مي شود. به طور کلی با افزايش چگالی، خطی بودن، سفتی، استحکام کششی، استحکام پارگی، دمای نرم شدن، شکنندگی، عمر خمشی، تمايل به ترک برداشتن افزايش می يابد.
نمايه مذاب يا شاخص جريان مذاب Melt Flow Index) MFI)
کاربردي ترين نشانهء ارتباط دهندهء ويژگي هاي پلي اتيلن به متوسط وزن مولکولي است. نمايهء مذاب وزن (گرم) پلي اتيلني است که در عرض ده دقيقه از ميان يک روزنهء ثابت در دماي 190 درجه سانتيگراد بيرون مي آيد، و اين در حالي است که وزنهء استانداردي بر روي پيستون محفظهء رانش که حاوي سه گرم پلي اتيلن است، قرار دارد. نمايهء مذاب تا حدودي (اما نه دقيق ) نسبت معکوس با گرانروي مذاب دارد. بنابر اين با افزايش وزن مولکولي متوسط ، کاهش مي يابد. نمايهء مذاب بيشتر، نشان دهندهء رواني بيشتر در دماهاي فرآورش است. اين نماد در اصل براي نشان دادن ويژگي هاي سيلاني (رواني) به عنوان معياري از قابليت اکسترود شدن است. به طور کلي با افزايش نمايهء مذاب ،استحکام کششي ، مقاومت پارگي، دماي نرم شدن و چقرمگي پلي اتيلن کاهش مي يابد.
توزيع وزن مولکولي
توزيع وزن مولکولي (Mw/Mn) نيز اثر بارزي بر روي ويژگيها دارد. با افزايش نسبت Mw/Mn استحکام کششي، دماي نرم شدن و چقرمگي کاهش مي يابد و شکنندگي و تمايل به ترک برداشتن افزايش مي يابد.
کاربردهاي پلي اتيلن
از فيلم هاي پلي اتيلني براي بسته بندي مواد غذايي، البسه، کيسه هاي پلاستيکي، فيلم هاي محافظ درکاربردهاي ساختماني، عايق هاي رطوبت، گلخانه ها، پوششهاي صندلي اتومبيلهاي نو، تارپولين ها و غيره استفاده کرد. از کاربردهاي ديگر آن مي توان به استفاده از آن در عايق هاي الکتريکي کابلها وسيمها، ظروف خانگي، قطعات مختلف مصرفي در صنايع خودروسازي، قطعات تزريقي، انواع لوله ها، مخزنهاي نگهداري مواد شيميايي و تجهيزات آزمايشگاهي و از پودر آن براي بهبود خواص مختلف رزين هاي گرمانرم و گرماسخت و غيره اشاره کرد. در شکل زير کاربرد گونه هاي مختلف پلي اتيلن ارائه شده است.

کاربردهاي پلي اتيلن
از فيلم هاي پلي اتيلني براي بسته بندي مواد غذايي، البسه، کيسه هاي پلاستيکي، فيلم هاي محافظ درکاربردهاي ساختماني، عايق هاي رطوبت، گلخانه ها، پوششهاي صندلي اتومبيلهاي نو، تارپولين ها و غيره استفاده کرد. از کاربردهاي ديگر آن مي توان به استفاده از آن در عايق هاي الکتريکي کابلها وسيمها، ظروف خانگي، قطعات مختلف مصرفي در صنايع خودروسازي، قطعات تزريقي، انواع لوله ها، مخزنهاي نگهداري مواد شيميايي و تجهيزات آزمايشگاهي و از پودر آن براي بهبود خواص مختلف رزين هاي گرمانرم و گرماسخت و غيره اشاره کرد. در شکل زير کاربرد گونه هاي مختلف پلي اتيلن ارائه شده است.