LLDPE와 LDPE의 비교.

선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)은 일반 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)과 구조적으로 다릅니다. 긴 사슬 가지가 없기 때문입니다. LLDPE의 선형성은 LLDPE와 LDPE의 생산 및 가공 공정의 차이에 따라 달라집니다. LLDPE는 일반적으로 에틸렌과 부텐, 헥센 또는 옥텐과 같은 알파 올레핀을 저온 고압에서 공중합하여 생성됩니다. 공중합 공정으로 생산된 LLDPE는 일반 LDPE보다 분자량 분포가 좁고, 동시에 선형 구조를 가지므로 다른 유변학적 특성을 나타냅니다.

용융 흐름 특성

LLDPE의 용융 흐름 특성은 새로운 공정, 특히 고품질 LLDPE 제품 생산이 가능한 필름 압출 공정의 요구 사항에 적합합니다. LLDPE는 기존 폴리에틸렌 시장에서 널리 사용됩니다. 향상된 신축성, 침투성, 충격 저항성 및 인열 저항성 덕분에 필름 제조에 적합합니다. 또한 환경 응력 균열 저항성, 저온 충격 저항성 및 뒤틀림 저항성이 뛰어나 파이프, 시트 압출 및 모든 성형 용도에 적합합니다. 최근에는 매립지 덮개재 및 폐수 처리 연못의 라이닝 재료로도 활용되고 있습니다.

생산 및 특징

LLDPE 생산은 전이 금속 촉매, 특히 지글러(Ziegler) 또는 필립스(Phillips) 유형의 촉매를 사용하여 시작됩니다. 사이클로올레핀 금속 유도체 촉매를 기반으로 하는 새로운 공정은 LLDPE 생산을 위한 또 다른 선택지입니다. 실제 중합 반응은 용액상 반응기와 기상 반응기에서 수행될 수 있습니다. 일반적으로 옥텐은 용액상 반응기에서 에틸렌 및 부텐과 공중합됩니다. 헥센과 에틸렌은 기상 반응기에서 중합됩니다. 기상 반응기에서 생산된 LLDPE 수지는 입자 형태로 분말로 판매되거나 펠릿으로 추가 가공될 수 있습니다. 모빌(Mobile)과 유니온 카바이드(Union Carbide)는 헥센과 옥텐을 기반으로 하는 차세대 슈퍼 LLDPE를 개발했으며, 노바코(Novacor)와 다우 플라스틱(Dow Plastics)과 같은 회사들이 이를 출시했습니다. 이러한 소재는 높은 인성 한계를 가지며 자동 백 제거 응용 분야에 새로운 잠재력을 가지고 있습니다. 최근에는 초저밀도 PE 수지(밀도 0.910g/cc 미만)도 등장했습니다. VLDPE는 LLDPE가 달성할 수 없는 유연성과 부드러움을 제공합니다. 수지의 특성은 일반적으로 용융 지수와 밀도로 나타냅니다. 용융 지수는 수지의 평균 분자량을 나타내며 주로 반응 온도에 의해 조절됩니다. 평균 분자량은 분자량 분포(MWD)와는 무관합니다. 촉매 선택은 MWD에 영향을 미칩니다. 밀도는 폴리에틸렌 사슬 내 공단량체 농도에 의해 결정됩니다. 공단량체 농도는 짧은 사슬 가지(길이는 공단량체 종류에 따라 다름)의 수를 조절하고, 결과적으로 수지 밀도를 결정합니다. 공단량체 농도가 높을수록 수지 밀도는 낮아집니다. 구조적으로 LLDPE는 가지의 수와 종류에서 LDPE와 다릅니다. 고압 LDPE는 긴 가지를 가지는 반면, 선형 LDPE는 짧은 가지만 가집니다.

처리 중

LDPE와 LLDPE는 모두 우수한 유동학적 특성(용융 흐름성)을 가지고 있습니다. LLDPE는 분자량 분포가 좁고 사슬 가지가 짧아 전단 민감도가 낮습니다. 전단(예: 압출) 과정에서 LLDPE는 동일한 용융 지수를 가진 LDPE보다 점도가 높아 가공이 더 어렵습니다. 압출 시 LLDPE의 낮은 전단 민감도는 고분자 분자 사슬의 응력 완화를 빠르게 하여 발포율 변화에 대한 물리적 특성의 민감도를 줄여줍니다. 용융 연신 시 LLDPE는 다양한 변형률에서 점도가 변하며, 일반적으로 속도가 증가함에 따라 점도가 낮아집니다. 즉, LDPE처럼 연신 시 변형 경화가 발생하지 않습니다. 폴리에틸렌의 경우 변형률이 증가함에 따라 점도가 증가합니다. LDPE는 분자 사슬 얽힘으로 인해 점도가 급격히 증가하는 현상을 보입니다. LLDPE는 긴 사슬 가지가 없어 분자 사슬 얽힘이 발생하지 않으므로 이러한 현상이 나타나지 않습니다. 이러한 특성은 박막 응용 분야에 매우 중요합니다. LLDPE 필름은 높은 강도와 ​​인성을 유지하면서도 더 얇은 필름을 쉽게 만들 수 있기 때문입니다. LLDPE의 유변학적 특성은 "전단 시에는 강성", "신장 시에는 연성"으로 요약할 수 있습니다.