1. Polietileno (PE)
(1) Propiedades y aplicaciones
El polietileno (PE) es un material termoplástico típico. Se trata de un polvo blanco inodoro, insípido, no tóxico y combustible. Las resinas de polietileno utilizadas para el moldeo se suministran generalmente en forma de gránulos cerosos, producidos mediante extrusión y granulación, y de aspecto blanco lechoso.
El peso molecular del polietileno suele oscilar entre 10 000 y 1 000 000. El polietileno con un peso molecular superior a 1 000 000 se clasifica como Polietileno de peso molecular ultraalto (UHMWPE). En general, cuanto mayor es el peso molecular, mejores son las propiedades físicas y mecánicas. Sin embargo, el procesamiento se vuelve más difícil a medida que aumenta el peso molecular.
Por lo tanto, se deben seleccionar el peso molecular y las condiciones de procesamiento adecuados en función de la aplicación prevista. El polietileno de alto peso molecular es adecuado para aplicaciones estructurales y de soporte de carga, mientras que el polietileno de bajo peso molecular se utiliza principalmente para recubrimientos, abrillantadores, lubricantes, plastificantes y aplicaciones similares.
Las propiedades mecánicas del polietileno dependen en gran medida de factores como el peso molecular, el grado de ramificación y la cristalinidad. El polietileno de alta densidad (HDPE) suele presentar una resistencia a la tracción de 20-25 MPa, mientras que el polietileno de baja densidad (LDPE) suele tener una resistencia a la tracción de solo 10-12 MPa.
Las características de elongación del polietileno dependen principalmente de su densidad. A medida que aumentan la densidad y la cristalinidad, la flexibilidad y la extensibilidad tienden a disminuir.
El polietileno también ofrece excelentes propiedades de aislamiento eléctrico. Al tratarse de un material aislante no polar, su constante dieléctrica y su pérdida dieléctrica apenas se ven afectadas por la temperatura y la frecuencia. Su extraordinario rendimiento en altas frecuencias lo hace especialmente adecuado para la fabricación de capas aislantes para diversos cables de alta frecuencia y cables submarinos.
(2) Tipos de polietileno
1. Polietileno de baja densidad (LDPE)
(1) Rendimiento:
El rango de densidad del polietileno de baja densidad es de 0,910 a 0,925 g/cm³. Su estructura molecular es de cadena ramificada, con ramificaciones largas y cortas unidas a la cadena principal. Por cada 1000 átomos de carbono de la cadena principal, hay unas 50 o menos ramificaciones de etilo, butilo o más largas. En comparación con el polietileno de alta y media densidad, presenta una menor cristalinidad (55%–65%), un punto de reblandecimiento más bajo (108 °C–126 °C) y un rango de índice de fluidez más amplio (0,2–80 g/10 min). Dado que la estructura química del polietileno de baja densidad es similar a la de los hidrocarburos de parafina y no contiene grupos polares, presenta una buena estabilidad química y resistencia a la corrosión por ácidos, álcalis y soluciones acuosas de sales. Sus propiedades eléctricas son excelentes, caracterizadas por una baja conductividad, una baja constante dieléctrica, una baja pérdida dieléctrica y una alta rigidez dieléctrica. Sin embargo, el polietileno de baja densidad tiene una baja resistencia al calor y no es resistente al envejecimiento por oxígeno o luz. Por lo tanto, se suelen añadir a la resina antioxidantes y absorbentes de rayos ultravioleta para mejorar su resistencia al envejecimiento. El polietileno de baja densidad posee buena flexibilidad, extensibilidad y transparencia, pero su resistencia mecánica es inferior a la del polietileno de alta densidad y del polietileno lineal de baja densidad.
(2) Solicitudes:
El polietileno de baja densidad se utiliza principalmente para fabricar láminas. Los productos de película representan más de la mitad de la producción total de productos de polietileno de baja densidad, y se utilizan en películas agrícolas y envases para diversos alimentos, textiles y productos industriales. Debido a sus excelentes propiedades de aislamiento eléctrico, el polietileno de baja densidad se utiliza a menudo como material de revestimiento para alambres y cables. También se utiliza para productos moldeados por inyección, como diversos juguetes, tapas, cajas y envases. Cuando se mezcla con polietileno de alta densidad, puede utilizarse en moldeo por inyección y moldeo por soplado para fabricar tuberías y envases, entre otros.
2. Polietileno de alta densidad (HDPE)
(1) Rendimiento:
La densidad del polietileno de alta densidad es de 0,941–0,965 g/cm³, y su estructura molecular es lineal con pocas ramificaciones, con una media de solo unas pocas ramificaciones por cada 1000 átomos de carbono. En comparación con el polietileno de baja densidad, el polietileno de alta densidad tiene una cristalinidad de 80%–90%, mayor densidad, mayor temperatura de servicio, mayor dureza y resistencia mecánica, y buena resistencia química.
(2) Solicitudes:
Las aplicaciones del polietileno de alta densidad difieren de las del polietileno de baja densidad. Aproximadamente entre el 50 % y el 70 % del polietileno de baja densidad se utiliza para la producción de láminas, mientras que el polietileno de alta densidad se emplea principalmente para la fabricación de productos huecos rígidos, lo que representa aproximadamente entre el 40 % y el 65 % de su consumo total. Entre sus aplicaciones específicas se incluyen: el moldeo por soplado para producir diversas botellas, latas y contenedores industriales, como tanques y barriles; el moldeo por inyección para fabricar recipientes de uso cotidiano como palanganas, cubos, cestas, cajas y marcos, así como artículos de uso diario y muebles; el moldeo por extrusión para producir diversos tubos, flejes, fibras y monofilamentos. Además, puede utilizarse para fabricar materiales de revestimiento de alambres y cables, así como papel sintético. Cuando se añaden grandes cantidades de sales de calcio inorgánicas, también puede utilizarse para producir cajas de embalaje de plástico-calcio, muebles, puertas y ventanas. Recientemente, el polietileno de alta densidad se ha utilizado cada vez más para producir películas ultrafinas de alta resistencia para el envasado de alimentos, productos agrícolas y textiles.
