폴리에틸렌(PE)은 독일 화학자 한스 폰 페흐만이 실험 과정에서 우연히 처음 합성했으며, 이는 고분자 합성의 새로운 분야의 시작을 알렸습니다. 폴리에틸렌은 다양한 종류가 있으며, 일반적으로 밀도 차이에 따라 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 및 특수 특성을 가진 기타 제품으로 분류됩니다.
1.1 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)
저밀도 폴리에틸렌은 가장 먼저 산업화된 폴리에틸렌 유형으로, 고압 저밀도 폴리에틸렌이라고도 합니다. 생성된 폴리에틸렌은 뛰어난 투명성과 유연성을 보여주었으며, 이는 에틸렌 중합 기술의 첫 번째 주요 역사적 돌파구를 나타냅니다.
LDPE는 밀도가 낮고 우수한 내충격성과 내저온성을 나타냅니다. 또한 우수한 유동성과 전기 절연 특성, 낮은 수증기 투과성, 안정적인 화학적 특성을 가지고 있습니다. 강산화성 산을 제외하고 LDPE는 일반적으로 산, 알칼리 및 염에 대한 내식성이 있습니다. LDPE는 포장 필름, 농업용 필름 및 기타 제품 생산에 널리 사용됩니다. 최초의 상업적 용도는 전선의 절연 코팅이었습니다. 그러나 LDPE는 일반적으로 결정화도가 비교적 낮고 기계적 강도가 낮으며 내열성이 제한적입니다.
LDPE는 사출 성형 제품, 의약품 및 식품 포장 재료, 블로우 성형 중공 제품 및 의료 기기 생산에 사용됩니다. 그러나 주요 용도는 농업용 필름 및 포장 필름과 같은 필름 제품입니다.
1.2 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)
고밀도 폴리에틸렌은 결정화도가 높은 비극성 열가소성 수지입니다. 일반적으로 지글러-나타 촉매를 사용한 중합을 통해 생산됩니다. 이 공정은 관형 또는 교반 탱크형 저압 반응기에서 수행되며, 에틸렌을 원료로 하고 산소 또는 유기 과산화물을 개시제로 사용하여 중합 반응을 촉진합니다.
정상 조건에서 HDPE는 백색 분말 또는 과립 제품으로 나타납니다. 무독성 및 무취이며, 밀도는 0.940~0.976g/cm³, 결정화도는 80%~90%입니다. 사용 온도는 최대 100°C에 도달할 수 있습니다. LDPE와 비교하여 HDPE는 우수한 경도, 인장 강도 및 크리프 저항성을 가지고 있습니다. 또한 우수한 내마모성, 전기 절연 특성, 인성 및 내저온성을 나타냅니다. HDPE는 우수한 화학적 안정성을 가지고 있습니다. 실온에서 유기 용매에 불용성이며 산, 알칼리 및 다양한 염에 대한 내식성이 있습니다. HDPE 필름은 수증기와 공기에 대한 투과성이 낮고 흡수율도 낮습니다.
밀도, 상대 분자량, 분자량 분포 및 첨가제의 네 가지 변수를 적절히 조정하여 다양한 등급의 HDPE를 생산함으로써 다양한 용도에 맞는 다른 성능 특성을 얻을 수 있습니다. 독특한 특성으로 인해 HDPE는 산업 및 일상 생활 용도에 널리 사용됩니다. 높은 절연 강도를 가지고 있어 전선 및 케이블에 적합하며, 저온에서도 우수한 내충격성을 유지합니다.
1.3 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)
선형 저밀도 폴리에틸렌은 고효율 지글러-나타 촉매를 사용하여 중합 조건 하에서 에틸렌과 1-부텐, 1-헥센과 같은 공단량체를 공중합하여 생산됩니다. LLDPE의 밀도는 일반적으로 0.915~0.940 g/cm³ 범위입니다.
LLDPE 제품은 무독성, 무취이며 유백색 과립 형태로 나타납니다. LDPE와 비교하여 LLDPE는 더 높은 강도, 더 큰 강성, 향상된 인성, 뛰어난 내한성 및 내열성, 그리고 우수한 인열 저항성 및 환경 응력 균열 저항성을 가지고 있습니다. 또한 산, 알칼리 및 유기 용제에 내성이 있습니다.
LLDPE는 우수한 기계적 특성, 화학적 안정성 및 가공 성능을 나타냅니다. LLDPE로 생산된 필름은 높은 인열 강도, 강한 응력 균열 저항성, 뛰어난 다트 충격 강도, 인열 저항성 및 광학 특성을 가지고 있습니다. 따라서 LLDPE는 케이블의 보호층으로 사용될 수 있습니다.
현재 LLDPE는 전통적인 폴리에틸렌 시장에서 상당한 비중을 차지하고 있습니다. 그 응용 분야는 파이프, 성형 제품, 케이블 및 필름을 포함하며, 특히 포장 필름 분야에서 강력한 장점을 가지고 있습니다.
