Jakie są właściwości polietylenu?
Właściwości polietylenu różnią się w zależności od gatunku pierwotnego materiału użytego do syntezy tego termoplastu i jego krystalizacji strukturalnej. Ogólnie integralność produktu końcowego na bazie polietylenu w przemyśle tworzyw sztucznych opiera się na gęstości i temperaturze topnienia. Ponieważ jednak tę substancję można wytwarzać wieloma metodami polimeryzacji etanu, każda z nich spowoduje różnice w specyficznych właściwościach polietylenu. Różnice, które mogą prowadzić do tych różnic, obejmują masę cząsteczkową, gęstość i stopień rozgałęzienia wiązania molekularnego węgla.
Większość ludzi zna dwie najczęstsze formy tego polimeru: polietylen o niskiej gęstości (LDPE) i polietylen o dużej gęstości (HDPE). Ponieważ właściwości polietylenu tego pierwszego zawierają większy stopień rozgałęzień o długim łańcuchu, matryca jest mniej gęsta i nie oferuje tak dużej wytrzymałości na rozciąganie jak ta druga. Ponieważ tak jest, LDPE jest tańszy w produkcji i przetwarzaniu niż podobne polimery.
Z kolei HDPE jest bardziej trwałym gatunkiem polietylenu ze względu na wyższą gęstość i krystalizację liniową. Właściwości polietylenu tego materiału sprawiają, że nadaje się on do stosowania w produkcji wielu rodzajów odpornych na naprężenia tworzyw sztucznych przeznaczonych do użytku konsumenckiego i komercyjnego. Na przykład HDPE służy do produkcji pojemników na mleko wielkości galonów, a także armatury.
Jak wspomniano wcześniej, właściwości polietylenu różnią się w zależności od zastosowanej metody polimeryzacji. Proces ten może być indukowany przez stymulowanie polimeryzacji wolnorodnikowej, przez wprowadzenie amidu alkalicznego lub drugorzędnego monomeru (odpowiednio polimeryzacja addycyjna anionowa i polimeryzacja koordynacyjna jonów) lub przez zastosowanie katalizatora. Ponadto zastosowanie wysokiego napięcia służy do uzyskania polietylenu o wydłużonym łańcuchu krystalicznym (ECC), co powoduje gęstą krystalizację, ale zapewnia przezroczystość.
Katalizatory są często metodą z wyboru w celu uzyskania materiału, który wykazuje pożądane właściwości polietylenu. Na przykład, zarówno polietylen o ultra wysokiej masie cząsteczkowej (UHMWPE), jak i polietylen o wysokiej masie cząsteczkowej (HMWPE) są indukowane katalizatorem i mają niezwykle podwyższoną gęstość i masę cząsteczkową. Ze względu na wysoki stopień trwałości UHMWPE jest stosowany do produkcji różnych części maszyn, sztucznych stawów i implantów oraz kamizelek kuloodpornych. HMWPE służy do wytwarzania artykułów odpornych na chemikalia, takich jak paliwa i zbiorniki magazynowe.
Oprócz gęstości, masy cząsteczkowej i odporności na stres, inne właściwości polietylenu są brane pod uwagę w celu określenia funkcji i zastosowania. Należą do nich udarność lub udarność, szybkość ścinania - stopiony polimer i przepływ - oraz odporność na ugięcie, co odnosi się do tego, jak materiał wytrzymuje topienie i ponowne fałdowanie. Wszystkie te czynniki wpływają na zachowanie materiału podczas przetwarzania. Ponadto, ponieważ większość surowców wykorzystywanych obecnie w przemyśle tworzyw sztucznych może pochodzić z recyklingowanych żywic polimerowych, właściwości polietylenu mogą się znacznie różnić, nawet między różnymi partiami przedstawianymi jako ten sam materiał.