■　ポリエチレンのつくり方と種類

ポリエチレンというプラスチックは、「エチレン」というガスのようなものをたくさんつなげて作られます。この「たくさんつなげる」ことを「重合（じゅうごう）」といいます。

ポリエチレンの作り方は大きく分けて2つあります。

高い温度と圧力を使う「高圧法（こうあつほう）」

低い温度と圧力で作る「低圧法（ていあつほう）」

それぞれの方法でできるポリエチレンの性質（せいしつ）や使い方がちがいます。

◆　高圧法で作るポリエチレン（LDPE）

「高圧法」は、とても高い温度（150～350℃）と強い圧力（100～250メガパスカル）をかけながら、「エチレン」と特別な薬（ラジカル開始剤）を使って反応させて作ります。

この方法でできるポリエチレンは、分子の中にたくさん「枝分かれ（ぶんき）」ができるので、軽くてやわらかいのが特ちょうです。このタイプを「低密度ポリエチレン（LDPE）」といいます。

LDPEの作り方には、2つのタイプがあります。

－　槽型（そうがた）法

これは、かきまぜながら作る方法です。かきまぜることで、反応がたくさん起きて、大きな分子や枝分かれがたくさんできます。

このタイプは、フィルムにしたときに少しにごったり、加工のとき広がりやすいのが特ちょうです。

－　管型（かんがた）法

こちらは、長い管の中をエチレンが流れながら反応していく方法です。かきまぜないので、分子はシンプルで枝分かれが少なめです。

このタイプは、フィルムにするとすきとおっていて、高速で加工しやすいのが特ちょうです。

◆　低圧法で作るポリエチレン（HDPE）

「低圧法」は、高圧法よりもずっと低い温度（60～100℃）と弱い圧力（1～3メガパスカル）で作ります。このとき、特別な金ぞくの粉（触媒：しょくばい）を使ってエチレンをつなげていきます。

この方法でできるポリエチレンは、まっすぐな分子ばかりなので、「高密度ポリエチレン（HDPE）」とよばれます。とてもかたくて、しっかりしています。

使う触媒には、「チーグラー系」や「メタロセン系」といった種類があります。

◆　直鎖状（ちょくさじょう）低密度ポリエチレン（LLDPE）

このポリエチレンは、さっきのHDPEと同じように低圧法で作ります。でも、エチレンだけでなく、「αオレフィン（アルファオレフィン）」という仲間のガスもいっしょに使って、少しだけ「トゲ」のような枝分かれをつけて作ります。

そのため、できあがるポリエチレンはやわらかくて、フィルムなどに使いやすくなります。これを「LLDPE（直鎖状低密度ポリエチレン）」といいます。

使う薬の種類や量を変えることで、ポリエチレンのかたさややわらかさを自由に調整（ちょうせい）できます。

さらに、2000年ごろからは、新しい触媒を使って「長い枝分かれ」を少しだけ入れることで、もっと加工しやすいポリエチレンも作られるようになっています。

Fig. ポリエチレンの製法による分類

 

Fig.　高圧法低密度ポリエチレン(LDPE)の構造及び性質に及ぼす製造プロセス(反応器の種類)の影響

Fig.　LDPEの分子量分布に及ぼす製造プロセス(反応器の種類)の影響