Quelles sont les propriétés du polyéthylène?
Les propriétés du polyéthylène varient en fonction de la qualité du matériau vierge utilisé pour synthétiser ce thermoplastique et de sa cristallisation structurelle. En règle générale, l’intégrité des matériaux à base de polyéthylène produits dans l’industrie du plastique dépend de la densité et du point de fusion. Toutefois, comme cette substance peut être produite par un certain nombre de méthodes de polymérisation de l’éthane, chacune d’elles produira des différences dans les propriétés spécifiques du polyéthylène. Les variations susceptibles de conduire à ces différences concernent le poids moléculaire, la densité et le degré de ramification de l'attachement moléculaire du carbone.
La plupart des gens connaissent les deux formes les plus courantes de ce polymère: le polyéthylène basse densité (PEBD) et le polyéthylène haute densité (PEHD). Étant donné que les propriétés de polyéthylène du premier contiennent un plus grand degré de ramification à longue chaîne, la matrice est moins dense et n'offre pas autant de résistance à la traction que le second. Comme c'est le cas, le LDPE est moins coûteux à produire et à traiter que des polymères similaires.
Le PEHD, en revanche, est une nuance de polyéthylène plus durable en raison de sa densité supérieure et de sa cristallisation linéaire. Les propriétés de polyéthylène de ce matériau le rendent utilisable dans la production de nombreux types de plastiques résistants aux contraintes et destinés à une utilisation grand public et commerciale. Par exemple, le PEHD est utilisé pour fabriquer des récipients de lait de la taille d'un gallon, ainsi que des accessoires de plomberie.
Comme mentionné précédemment, les propriétés du polyéthylène diffèrent en fonction du procédé de polymérisation utilisé. Le procédé peut être induit en stimulant la polymérisation radicalaire, en introduisant un amide alcalin ou un monomère secondaire (polymérisation par addition anionique et polymérisation par coordination ionique, respectivement) ou par l'utilisation d'un catalyseur. De plus, l’application de la haute tension est utilisée pour obtenir du polyéthylène cristal à chaîne étendue (ECC), ce qui entraîne une cristallisation dense mais rend la transparence.
Les catalyseurs sont souvent la méthode de choix pour obtenir un matériau qui présente les propriétés souhaitables du polyéthylène. Par exemple, le polyéthylène à ultra haut poids moléculaire (UHMWPE) et le polyéthylène à haut poids moléculaire (HMWPE) sont tous deux induits par un catalyseur et ont une densité et un poids moléculaire exceptionnellement élevés. En raison de son degré de durabilité élevé, UHMWPE est utilisé pour la fabrication de diverses pièces de machines, de joints artificiels et d'implants, ainsi que de gilets pare-balles. Le HMWPE est utilisé pour fabriquer des articles résistant aux produits chimiques, tels que des réservoirs de carburant et de stockage.
Outre la densité, le poids moléculaire et la résistance aux contraintes, d'autres propriétés du polyéthylène sont considérées pour évaluer la fonction et l'application. Celles-ci incluent la résistance aux chocs ou aux chocs, le taux de cisaillement - le taux de fusion et d’écoulement du polymère - ainsi que la résistance à l’affaissement, qui indiquent comment le matériau résiste à la fusion et au remoulage. Tous ces facteurs ont une incidence sur les performances du matériau lors du traitement. De plus, étant donné qu'une grande partie de la matière première utilisée dans l'industrie des plastiques aujourd'hui peut provenir de résines polymères recyclées, les propriétés du polyéthylène peuvent varier considérablement, même entre des lots différents présentés comme le même matériau.