لوله های پلی اتیلن (PE) به سنگ بنای زیرساخت های مدرن تبدیل شده اند که به دلیل انعطاف پذیری، دوام و مقاومت در برابر خوردگی ارزشمند هستند. با این حال، عملکرد از لوله پلی اتیلن s تنها توسط پلیمر پایه تعیین نمی شود. افزودنی‌هایی مانند تثبیت‌کننده‌ها و رنگ‌ها نقش اساسی در افزایش خواص آنها دارند و تضمین می‌کنند که این لوله‌ها نیازهای جدی کاربردهای صنعتی، شهری و مسکونی را برآورده می‌کنند.
تثبیت کننده ها از جمله مهم ترین افزودنی های مورد استفاده در لوله های پلی اتیلن هستند. این ترکیبات برای بهبود مقاومت مواد در برابر تخریب ناشی از عوامل محیطی طراحی شده اند. یکی از چالش های رایج برای لوله های پلی اتیلن قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش (UV) از نور خورشید است که می تواند زنجیره های پلیمری را در طول زمان ضعیف کند. تثبیت کننده های UV، مانند تثبیت کننده های نور آمین مانع (HALS)، در مواد لوله گنجانده شده اند تا اشعه های مضر UV را جذب کرده و از تجزیه ساختار پلی اتیلن جلوگیری کنند. با کاهش اثرات اشعه ماوراء بنفش، این تثبیت کننده ها به طور قابل توجهی طول عمر لوله های پلی اتیلن را افزایش می دهند، به خصوص در کاربردهای خارج از منزل که در آن قرار گرفتن طولانی مدت در معرض نور خورشید اجتناب ناپذیر است.
علاوه بر محافظت در برابر اشعه ماوراء بنفش، از تثبیت کننده های حرارتی برای افزایش مقاومت لوله های پلی اتیلن در برابر دماهای بالا استفاده می شود. گرما می تواند تجزیه اکسیداتیو پلی اتیلن را تسریع کند، خواص مکانیکی آن را به خطر بیندازد و منجر به شکست زودرس شود. تثبیت کننده های حرارتی، اغلب آنتی اکسیدان ها، به مواد اضافه می شوند تا رادیکال های آزاد تولید شده در طول قرار گرفتن در معرض حرارت را خنثی کنند. این تضمین می‌کند که لوله‌های پلی‌اتیلن می‌توانند استحکام و انعطاف‌پذیری خود را حتی در کاربردهایی که در معرض دماهای بالا هستند، مانند سیستم‌های توزیع آب گرم یا فرآیندهای صنعتی، حفظ کنند.
رنگ‌ها، به‌ویژه کربن سیاه، نقشی حیاتی در عملکرد لوله‌های پلی‌اتیلن دارند. کربن سیاه یک هدف دوگانه دارد: رنگ مشکی متمایز را به لوله ها می دهد و به عنوان یک تثبیت کننده قوی UV عمل می کند. هنگامی که به طور مساوی در ماتریس پلی اتیلن پراکنده می شود، کربن سیاه اشعه UV را جذب کرده و آن را به انرژی حرارتی بی ضرر تبدیل می کند. این نه تنها مقاومت لوله را در برابر نور خورشید افزایش می دهد، بلکه دوام و طول عمر کلی آن را نیز بهبود می بخشد. استفاده از کربن سیاه در لوله های پلی اتیلن به یک استاندارد صنعتی تبدیل شده است، به ویژه برای برنامه های کاربردی در فضای باز مانند شبکه های توزیع آب و گاز.
با این حال رنگ‌ها به مشکی محدود نمی‌شوند. آنها را می توان برای ایجاد طیف وسیعی از رنگ ها به لوله های پلی اتیلن استفاده کرد، که هم اهداف کاربردی و هم زیبایی شناختی را انجام می دهند. به عنوان مثال، آبی اغلب برای نشان دادن خطوط آب آشامیدنی استفاده می شود، در حالی که زرد با توزیع گاز و سبز با سیستم های فاضلاب مرتبط است. این کدهای رنگی شناسایی آسان در حین نصب و نگهداری را تسهیل می کند، خطر خطا را کاهش می دهد و کارایی عملیات را بهبود می بخشد. علاوه بر این، رنگ ها را می توان با تثبیت کننده ها ترکیب کرد تا محافظت بیشتری در برابر عوامل استرس زای محیطی ایجاد کند.
علاوه بر تثبیت‌کننده‌ها و رنگ‌ها، افزودنی‌های دیگری ممکن است در لوله‌های پلی‌اتیلن گنجانده شوند تا نیازهای عملکردی خاص را برطرف کنند. به عنوان مثال، عوامل ضد لغزش ممکن است برای بهبود کارکرد لوله ها در حین نصب اضافه شوند، در حالی که می توان از بازدارنده های شعله در کاربردهایی که مقاومت در برابر آتش حیاتی است استفاده کرد. به طور مشابه، وسایل کمکی پردازش، مانند روان کننده ها، با کاهش اصطکاک و تضمین فرآیند اکستروژن صاف، قابلیت ساخت لوله های پلی اتیلن را افزایش می دهند.
انتخاب مناسب و ترکیب مواد افزودنی برای دستیابی به خواص مورد نظر در لوله های پلی اتیلن ضروری است. مواد افزودنی باید به طور یکنواخت در سراسر مواد توزیع شوند تا از عملکرد ثابت اطمینان حاصل شود. این امر از طریق تکنیک های ترکیبی پیشرفته به دست می آید، که در آن رزین پلی اتیلن قبل از تبدیل شدن به لوله، کاملاً با مواد افزودنی مخلوط می شود. اقدامات کنترل کیفیت، مانند آنالیز طیف سنجی و آزمایش مکانیکی، برای تأیید یکنواختی و اثربخشی مواد افزودنی استفاده می شود.
