پلی اتیلن واکس (Polyethylene Wax) یک نوع موم پلی‌اتیلنی با وزن مولکولی پایین است که معمولاً از زنجیره‌های هیدروکربنی کوتاه (حدود C20–C50) تشکیل شده و ساختاری غیرقطبی (هیدروفوبیک) دارد. این ماده در بسیاری از صنایع به‌عنوان افزودنی استفاده می‌شود و ویژگی‌هایی مانند مقاومت در برابر حرارت، آب و رطوبت، لغزندگی سطح و مقاومت سایشی را به محصولات نهایی می‌بخشد. به‌طور کلی، موم پلی‌اتیلن به دلیل خواص ویژه‌اش (ضد چسبندگی، ضد خش، بهبود‌دهندهٔ سطح و غیره) در صنایع پلاستیک، پوشش (رنگ و چاپ)، بسته‌بندی، خودروسازی، آرایشی و بهداشتی و حتی صنایع شمع‌سازی کاربرد گسترده‌ای دارد. در این مقاله، انواع مختلف واکس پلی‌اتیلن را از سه زاویه‌ی روش تولید، ساختار شیمیایی/شکل ظاهری و کاربرد بررسی می‌کنیم تا تصویر کاملی از انواع پلی اتیلن وکس و ویژگی‌های هر دسته ارائه شود.
انواع پلی اتیلن وکس از نظر روش تولید
به طور کلی سه روش اصلی برای تولید واکس پلی‌اتیلن وجود دارد:
• پلیمریزاسیون اتیلن: در این روش، اتیلن تحت شرایط خاص و با حضور کاتالیزور (مثلاً رادیکال آزاد، زیگلر-ناتا یا متالو‌سنه) تا حدی پلیمریزه شده و زنجیره‌های کوتاه موم‌مانند تشکیل می‌شود. موم حاصل از این مسیر مولکول‌های یکنواخت‌تری دارد، اما نیازمند تجهیزات و سرمایه‌گذاری بالایی است.
• کراکنینگ حرارتی (پیریولیز): در این فرآیند، پلی‌اتیلن با وزن مولکولی بالا (مثلاً رزین‌های HDPE یا ضایعات پلاستیکی) در دماهای بسیار بالا و در غیاب اکسیژن شکسته می‌شود. محصول این شکستن، مولکول‌های سبک‌تر پلی‌اتیلن (واکس) است. محصول کراکینگ از رزین‌های خالص کیفیت بالاتری دارد، اما می‌توان از ضایعات پلاستیکی نیز برای تولید واکس ارزان‌تر استفاده کرد.
• بازیابی از محصولات جانبی: هنگام تولید پلی‌اتیلن (به‌ویژه در فرآیند فشار بالا)، قسمت‌هایی از محصول با وزن مولکولی پایین همراه با حلال و افزودنی‌ها هستند. این بخش‌های سبک‌تر پس از جداسازی از مواد دیگر، موم پلی‌اتیلن تولید می‌کنند. واکس تولیدشده به‌عنوان محصول جانبی معمولاً توزیع مولکولی وسیع‌تری دارد و ممکن است برای برخی کاربردها نیاز به خالص‌سازی بیشتر داشته باشد.
هر یک از این روش‌ها، انواع خاصی از موم پلی‌اتیلن را تولید می‌کند و خواص نهایی موم (مانند نقطه ذوب، سختی و ویسکوزیته) تحت تأثیر روش تولید قرار می‌گیرد. به‌عنوان مثال، واکس حاصل از پلیمریزاسیون کنترل‌شده، توزیع جرم مولکولی باریک‌تری دارد، در حالی که واکس حاصل از کراکنینگ می‌تواند قیمت تمام‌شده کمتری داشته باشد.
ساختار شیمیایی و شکل ظاهری
واکس پلی‌اتیلن معمولی (Non-oxidized PE Wax) کاملاً غیرقطبی است و خاصیت هیدروفوبیک بالایی دارد؛ یعنی در محلول‌های آبی پایدار نیست و به‌خوبی در مواد قطبی حل نمی‌شود. از طرفی، واکس پلی‌اتیلن اکسیدشده (Oxidized PE Wax) پس از واکنش با اکسیژن یا عوامل اکسیدکننده، دارای گروه‌های عاملی حاوی اکسیژن (مانند گروه‌های کربوکسیل و استر) می‌شود. این تغییر ساختاری باعث بالا رفتن نقطه ذوب و قطبیت واکس می‌شود، در نتیجه واکس اکسیدشده سازگاری بهتری با سطوح قطبی دارد و چسبندگی آن نیز افزایش می‌یابد. به‌طور خلاصه:
• واکس غیر اکسیدشده: ساختار کاملاً غیرقطبی، نقطه ذوب معمولاً حدود 100–110 درجه سانتیگراد، مناسب کاربردهایی که نیاز به موم خنثی و آبگریز است.
• واکس اکسیدشده: پس از اکسیداسیون دارای گروه‌های قطبی، نقطه ذوب بالاتر (حدود 100–138 درجه) و قابلیت چسبندگی و پراکندگی بهتر در فرمولاسیون‌هایی مانند جوهر، چسب و PVC را دارد.
از نظر شکل ظاهری نیز موم پلی‌اتیلن می‌تواند اشکال مختلفی داشته باشد. برای مثال، این واکس معمولاً به‌صورت پودر بسیار ریز، ورقه (flake) یا گرانول (دانه‌ای) تولید می‌شود. شکل پودری واکس دارای سطح تماس بزرگی است و به‌سرعت در فرمولاسیون‌ها پخش می‌شود؛ به همین دلیل در کاربردهایی مانند پوشش‌ها و جوهرها که نیاز به پراکندگی سریع دارند، رایج است. در مقابل، ورقه‌ها یا گرانول‌های بزرگ‌تر به‌آهستگی در مذاب یا حلال حل می‌شوند و برای مصارف پخت‌وپز (کاهش ویسکوزیته در پلیمرهای مذاب) مناسب‌ترند. به طور خلاصه:
• پودر (ریز): ذرات بسیار کوچک و سطح‌بالا؛ حل‌شدن و پراکندگی سریع.
• ورقه/گرانول: ذرات بزرگ‌تر و فشرده؛ حل شدن تدریجی و استفاده در فرایندهای با دمای بالاتر.
• لخته (گلوله): با اندازه‌های گوناگون که در برخی فرایندها مصرف می‌شود.
این تنوع در ساختار و شکل ظاهری باعث می‌شود که واکس پلی‌اتیلن در بازهٔ وسیعی از فرمولاسیون‌ها قابل استفاده باشد.
انواع پلی اتیلن وکس از نظر کاربرد
واکس پلی‌اتیلن در صنایع گوناگون به‌عنوان افزودنی استفاده می‌شود و هر کاربرد ممکن است نوع خاصی از واکس را لازم داشته باشد. مهم‌ترین کاربردها عبارتند از:
• پوشش‌ها، رنگ‌ها و جوهرها: در صنعت رنگ و چاپ، پلی‌اتیلن واکس به عنوان عامل بهبود مقاومت سایشی، افزایش لغزندگی سطح و ایجاد جلای بیشتر کاربرد دارد. اضافه کردن مقدار کمی واکس (خصوصاً نوع اکسیدشده) به جوهر یا رنگ می‌تواند جلای محصول را افزایش دهد و خراش‌پذیری سطح را کاهش دهد.
• مستربچ و صنایع پلاستیک: در تولید مستربچ رنگی و کامپاندهای پلیمری، واکس پلی‌اتیلن به عنوان روان‌کننده داخلی و کمک‌فرایندی کاربرد دارد. این واکس‌ها به توزیع یکنواخت‌تر رنگدانه‌ها و افزودنی‌ها در ماتریس پلیمری کمک می‌کنند. همچنین در فرایند قالب‌گیری و اکسترود پلاستیک (مانند PVC، پلی‌اولفین‌ها و لاستیک) واکس به کاهش چسبندگی مذاب به قالب و بهبود جریان مذاب کمک می‌کند.
• چسب‌ها و درزگیرها: در فرمولاسیون چسب‌های گرمانرم و درزگیرها، واکس اکسیدشده کاربرد زیادی دارد. چون واکس اکسیدشده چسبندگی بهتری به سطح دارد، به بهبود خصوصیات چسب کمک می‌کند و سرعت خشک‌شدن (ست شدن) چسب‌های داغ را کنترل می‌کند.
• فیلم‌ها و بسته‌بندی: در صنایع فیلم‌سازی پلاستیک (مانند فیلم‌های بسته‌بندی مواد غذایی یا نایلکس‌های صنعتی)، از واکس پلی‌اتیلن به عنوان عامل ضد چسبندگی (Anti-blocking) و روان‌کننده استفاده می‌شود. این واکس‌ها از چسبیدن لایه‌های فیلم به یکدیگر جلوگیری می‌کنند و فرآوری فیلم (نظیر عملیات دوخت حرارتی) را آسان‌تر می‌کنند.
• محصولات غذایی و بسته‌بندی بهداشتی: واکس پلی‌اتیلن به‌طور ویژه در صنایع غذایی به‌صورت افزودنی در پوشش‌های فیلم و کاغذ بسته‌بندی استفاده می‌شود. این واکس‌ها مقاومت در برابر رطوبت و چربی را بالا می‌برند و باعث می‌شوند فیلم‌های بسته‌بندی بهداشتی‌تر و مقاوم‌تر شوند. (توجه شود که واکس مورد استفاده در این زمینه باید تاییدیه‌ی تماس با مواد غذایی را داشته باشد.)
• محصولات آرایشی و بهداشتی: موم پلی‌اتیلن در لوازم آرایشی مانند رژلب‌ها، بالم‌ها، کرم‌ها و لوسیون‌ها کاربرد گسترده‌ای دارد. این واکس‌ها قابلیت امولسیون‌کنندگی و غلظت‌دهی دارند و به بهبود بافت، ایجاد ثبات (ماندگاری فرمولاسیون) و افزایش جلوهٔ براق محصولات آرایشی کمک می‌کنند. به‌عنوان مثال، استفاده از واکس پلی‌اتیلن در رژلب موجب افزایش درخشندگی و پایداری ترکیب رنگ و همچنین مقاومت در برابر آب می‌شود.
• سایر صنایع: علاوه بر موارد فوق، پلی‌اتیلن واکس در صنایع کفپوش (کاهش لغزندگی سطح)، چرم و نساجی (افزایش قابلیت پردازش)، روان‌کنندهٔ ماشین‌آلات و حتی تولید شمع کاربرد دارد.
به‌طور خلاصه، انواع پلی اتیلن واکس بسته به ساختار شیمیایی (اکسید شده یا نشده)، وزن مولکولی و شکل ظاهری، در کاربردهای خاصی مانند رنگ، پلاستیک، بسته‌بندی، چسب و آرایشی عملکرد بهینه‌ای دارند و انتخاب نوع مناسب واکس به اهداف فناوری تولید بستگی دارد.
