Quali sono le proprietà del polietilene?
Le proprietà del polietilene variano a seconda del grado del materiale vergine utilizzato per sintetizzare questo materiale termoplastico e la sua cristallizzazione strutturale. In generale, l'integrità del materiale a base di polietilene del prodotto finale nell'industria della plastica si basa sulla densità e sul punto di fusione. Tuttavia, poiché questa sostanza può essere prodotta con una serie di metodi per polimerizzare l'etano, ognuno produrrà differenze nelle proprietà specifiche del polietilene. Le variazioni che possono portare a queste differenze riguardano il peso molecolare, la densità e il grado di ramificazione dell'attacco molecolare del carbonio.
Molte persone hanno familiarità con le due forme più comuni di questo polimero: polietilene a bassa densità (LDPE) e polietilene ad alta densità (HDPE). Poiché le proprietà in polietilene del primo contengono un grado maggiore di ramificazione a catena lunga, la matrice è meno densa e non offre la stessa resistenza alla trazione di quest'ultima. Dal momento che questo è il caso, LDPE è meno costoso da produrre e processare rispetto a polimeri simili.
L'HDPE, d'altra parte, è un grado più durevole di polietilene a causa di una maggiore densità e cristallizzazione lineare. Le proprietà del polietilene di questo materiale lo rendono idoneo all'uso nella produzione di molti tipi di materiali plastici resistenti allo stress destinati al consumo e all'uso commerciale. Ad esempio, l'HDPE viene utilizzato per fabbricare contenitori per il latte di dimensioni galloni e impianti idraulici.
Come accennato in precedenza, le proprietà del polietilene differiscono a seconda del metodo di polimerizzazione impiegato. Il processo può essere indotto stimolando la polimerizzazione dei radicali liberi, mediante l'introduzione di un'ammide alcalina o di un monomero secondario (rispettivamente polimerizzazione di addizione anionica e polimerizzazione di coordinazione ionica) o mediante l'uso di un catalizzatore. Inoltre, l'applicazione dell'alta tensione viene utilizzata per ottenere polietilene a cristallo a catena estesa (ECC), che provoca una densa cristallizzazione ma rende la trasparenza.
I catalizzatori sono spesso il metodo di scelta per ottenere materiale che presenti proprietà desiderabili di polietilene. Ad esempio, il polietilene ad alto peso molecolare (UHMWPE) e il polietilene ad alto peso molecolare (HMWPE) sono entrambi indotti dal catalizzatore e hanno una densità e un peso molecolare insolitamente elevati. A causa dell'elevato grado di durabilità, UHMWPE viene utilizzato per fabbricare varie parti di macchine, giunti e impianti artificiali e giubbotti antiproiettile. HMWPE viene utilizzato per realizzare articoli resistenti agli agenti chimici, come i serbatoi di carburante e di stoccaggio.
Oltre alla densità, al peso molecolare e alla resistenza allo stress, sono considerate altre proprietà del polietilene per valutare la funzione e l'applicazione. Questi includono resistenza agli urti o agli urti, velocità di taglio - velocità di fusione e flusso del polimero - e resistenza all'abbassamento, che si riferisce a come il materiale resiste alla fusione e alla rigenerazione. Tutti questi fattori influenzano le prestazioni del materiale durante la lavorazione. Inoltre, poiché gran parte della materia prima utilizzata nell'industria delle materie plastiche oggi può provenire da resine polimeriche riciclate, le proprietà del polietilene possono variare ampiamente, anche tra lotti diversi presentati come lo stesso materiale.