Propiedades físicas del polietileno
En 1933, la británica Bremen Chemical Industry Company descubrió que el etileno podía polimerizarse a alta presión para producir polietileno. Este método se industrializó en 1939 y se conoce comúnmente como método de alta presión. En 1953, K. Ziegler de la República Federal de Alemania descubrió que el etileno podía polimerizarse a menor presión utilizando TiCl4-Al(C2H5)3 como catalizador. Este método fue puesto en producción industrial por la Compañía Hoechst de la República Federal de Alemania en 1955 y se conoce comúnmente como polietileno de baja presión. A principios de la década de 1950, Phillips Petroleum Company de Estados Unidos descubrió que el etileno podía polimerizarse a media presión para producir polietileno de alta densidad utilizando gel de óxido de cromo, sílice y alúmina como catalizador, y se industrializó en 1957. En la década de 1960, la empresa canadiense DuPont comenzó a utilizar etileno y α-olefinas como materias primas para preparar polietileno de baja densidad mediante un método de solución. Durante 1977, Union Carbide y Dow Chemical Company utilizaron sucesivamente métodos de baja presión para preparar polietileno de baja densidad, llamado polietileno lineal de baja densidad, de los cuales el método en fase gaseosa de Union Carbide era el más importante. El polietileno lineal de baja densidad (LDPE) tiene propiedades similares al LDPE y comparte algunas de las características del polietileno de alta densidad. Además, utiliza poca energía en su producción, por lo que se ha desarrollado rápidamente y se ha convertido en una de las nuevas resinas sintéticas más llamativas.
La tecnología central del método de baja presión reside en el catalizador. El sistema TiCl_4-Al(C2H5)_3 inventado por Ziegler en Alemania es la primera generación de catalizador de poliolefina, con baja eficiencia catalítica, alrededor de varios kilogramos de polietileno por gramo de titanio. En 1963, la empresa belga Solvi fue pionera en el uso de catalizadores de segunda generación que utilizaban compuestos de magnesio como portadores. La eficiencia catalítica alcanzó de decenas a cientos de miles de gramos de polietileno por gramo de titanio. El uso de catalizadores de segunda generación también elimina la necesidad de un posprocesamiento para eliminar los residuos del catalizador. Posteriormente se desarrollaron catalizadores en fase gaseosa altamente eficientes. En 1975, la empresa italiana Monte Edison Group desarrolló un catalizador que podía producir polietileno esférico directamente sin granulación, lo que se denominó catalizador de tercera generación. Esta fue otra revolución en la producción de polietileno de alta densidad.
El polietileno es una resina termoplástica cristalina. Su estructura química, peso molecular, grado de polimerización y otras propiedades dependen en gran medida del método de polimerización utilizado. El método de polimerización determina el tipo y grado de ramificación. La cristalinidad depende de la regularidad de las cadenas moleculares y de su historia térmica.
El polietileno es muy sensible al estrés ambiental (efectos químicos y mecánicos) y su resistencia al envejecimiento por calor es peor que la de las estructuras químicas poliméricas y las correas de procesamiento. El polietileno se puede procesar utilizando métodos generales de moldeo termoplástico (consulte Procesamiento de plástico). Es ampliamente utilizado en la fabricación de películas, materiales de embalaje, contenedores, tuberías, monofilamentos, alambres y cables, artículos de primera necesidad, etc. , se pueden utilizar como materiales aislantes de alta frecuencia para televisores, radares, etc. Con el desarrollo de la industria petroquímica, la producción de polietileno se ha desarrollado rápidamente, representando aproximadamente 1/4 de la producción total de plástico. En 1983, la capacidad total de producción mundial de polietileno era de 24,65 Mt y la capacidad de los equipos en construcción era de 3,16 Mt. Según las últimas estadísticas de 2011, la capacidad de producción mundial alcanzó las 96 toneladas, la tendencia de desarrollo de la producción de polietileno muestra que la producción y el consumo se están desplazando gradualmente hacia Asia y China se está convirtiendo en el mercado consumidor más importante.
En física nuclear, astrofísica y funcionamiento de reactores, el polietileno se utiliza como difusor para medir neutrones. Hizo sus propias contribuciones al estudio de la física nuclear.
El polietileno es un tipo de plástico. La bolsa de conveniencia que mencionamos a menudo es la de polietileno (PE). El polietileno es el polímero más simple y el material polimérico más utilizado. Está formado por unidades repetidas –CH2– unidas entre sí. El polietileno se forma mediante la polimerización por adición de etileno (CH2=CH2).
Las propiedades del polietileno dependen de cómo se polimeriza. El polietileno de alta densidad se sintetiza mediante polimerización Ziegler-Natta a presión media (15-30 atmósferas) bajo catálisis de compuestos orgánicos. En estas condiciones, las moléculas de polietileno polimerizadas son lineales, con cadenas moleculares muy largas y pesos moleculares de hasta cientos de miles. Si se utiliza peróxido como catalizador y la polimerización por radicales libres se realiza a alta presión (100-300 MPa) y alta temperatura (190-210 C), se generará polietileno de baja densidad (LDPE), que tiene una estructura combinada de cadena ramificada.