고밀도에틸렌과 저밀도에틸렌의 차이점이 궁금합니다.
안녕하세요? 석유화학공단 여러공장에서 원료 및 부자재로 사용되는 에틸렌. 에틸렌 종류도 여러가지라고 들었는데 고밀도에틸렌과 저밀도에틸렌의 차이점 및 사용용도에 대하여 궁금합니다.
안녕하세요. 과학전문가입니다.
1.간단한 설명
고밀도에틸렌(HDPE)와 저밀도에틸렌(LDPE)를 물어보셨네요.
이름에 나와있듯이 이 두가지 물질은 '밀도'로 구분합니다. 그리고 밀도는 '결정화도'와 관계가 있지요.
그리고 결정화도가 높으면 당기거나 찢거나 하는데 좀 더 강한 특성을 보입니다. 반대로 충격에 약하지요.
2. 밀도차이가 나는 이유
결정화도라는 것은 물질의 결정양을 의미합니다. 폴리에틸렌은 비정질과 결정질로 구성되어있고, 비정질의 밀도는 0.83 g/cm3정도로 낮은 반면, 결정질의 밀도는 1 g/cm3에 근접할 정도로 높습니다.
결정질이 많을수록 (=결정화도가 높을수록) 밀도가 높겠죠?
결정화도가 높을 수록 빛을 난반사 시키기 때문에 하얗게 보입니다. 그래서 보통 HDPE는 뿌옇게 되어있는 경우가 많습니다.
3. 용도
앞서 설명을 토대로 보면 HDPE는 좀 더 단단합니다. 매우 다양한 곳에 쓰이고 있는데, 흔히 보실 수 있는 것으로는 PET에 담겨있는 탄산음료나 물의 병뚜껑, 식품용기 등이 있습니다.
LDPE는 보통 필름의 형태로 만들어서 이곳저곳 많이 사용됩니다. 비닐봉지가 대표적인 예시입니다. HDPE에 비해 잘 늘어나지요.
4. Too much information
HDPE는 고분자의 곁가지가 매우 적은 형태이고, 이를 만들기위해서는 특별한 촉매가 필요합니다. (ex: Zigler-Natta) 따라서, 보통 LDPE보다 만들기 까다롭고 가격도 비쌉니다. 반면 LDPE는 라디칼촉매를 이용해 값싸게 제조가 가능하고, 이에 따라 고분자의 곁가지가 길고 많습니다.
이 두가지를 다 가져가기 위해 만드는 것이 LLDPE입니다. 곁가지는 많으나 짧은 곁가지를 달아서 결정화도도 확보하고 LDPE의 부드러움도 확보하려는 것이지요. 보통 물성이 좋아야하는 농업용 필름(비닐하우스)같은곳에 많이 활용합니다.
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