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Home Chimica Organica

Polietilene

di Chimicamo
1 Novembre 2022
in Chimica Organica, Chimica
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Polietilene-chimicamo

Polietilene-chimicamo

Il polietilene è il polimero termoplastico più comune ottenuto per poliaddizione maggiormente prodotto nel mondo per la sua versatilità e per i suoi molteplici utilizzi.

Il polietilene è costituito da una lunga catena di atomi di carbonio ciascuno dei quali è legato a due atomi di idrogeno. Il monomero da cui si ottiene il polietilene è l'etene H2C=CH2 che è il più semplice degli alcheni ottenuto dall'industria petrolchimica per pirolisi degli idrocarburi o per disidratazione dell'etanolo.

A seconda del metodo di polimerizzazione di ottengono polimeri che hanno diverso peso molecolare e diverso grado di ramificazione con conseguenti proprietà differenti.

ADVERTISEMENTS

Classificazione

Pertanto il polietilene viene classificato in polietilene:

1)      UHMWPE  ad altissimo peso molecolare con struttura cristallina e molecole ben impaccate ottenuto per polimerizzazione per coordinazione di metalloceni

2)      HDPE  ad alta densità scarsamente ramificato ottenuto per polimerizzazione con catalizzatori Ziegler-Natta

3)      LDPE  a bassa densità più ramificato dell'HDPE e ottenuto per polimerizzazione radicalica

4)      LLDPE  lineare a bassa densità ottenuto per polimerizzazione di etene e α olefine con catalizzatori Ziegler-Natta

5)      MDPE  a media densità con un numero inferiore di ramificazioni rispetto al LDPE

6)      PEX  reticolato ottenuto dall'HDPE in presenza di perossidi

Il polietilene ad altissimo peso molecolare UHMWPE è utilizzato per realizzare le superfici di scorrimento delle protesi articolari perché presenta ottime proprietà antiattrito, eccezionale resistenza alle forze impulsive, buona resistenza alla fatica meccanica e buona biocompatibiltà. Essendo tuttavia soggetto a usura abrasiva e usura ossidativa che portano alla degradazione del materiale polimerico si preferisce usare il PEX stabilizzato con vitamina E per evitare l'ossidazione.

Polietilene ad alta densità

Il polietilene ad alta densità HDPE è ottenuto alla pressione tra 10 e 80 atm e alla temperatura tra 80 e 150°C  o con catalizzatori Ziegler Natta o con catalizzatori Phillips.

LEGGI ANCHE   Velocità di una reazione e pressione

I catalizzatori Ziegler Natta sono composti organometallici costituiti da alogenuri di titanio e  trialchilallumino che agisce da promotore. Sono impiegati per la sintesi del polietilene e del polipropilene e per la rivoluzione che hanno creato nel campo delle materie plastiche l'Accademia Reale svedese delle Scienze conferì nel 1963 il Premio Nobel per la Chimica agli scienziati Karl Ziegler e Giulio Natta.

ziegler natta

Il catalizzatore Phillips è di tipo eterogeneo costituito da ossido di cromo supportato da gel di silice

Phillips

Oltre il 50% del polietilene prodotto nel mondo è ottenuto con il catalizzatore Phillips.

Il polietilene ad alta densità è flessibile, resistente agli agenti atmosferici e alle sostanze chimiche, di facile lavorazione ideale per i processi di stampaggio e di iniezione.

È usato per ottenere bottiglie in grado di conservare prodotti alimentari e per una variegata molteplicità di utilizzi tra cui mobili da giardino

alta densità

 

Polietilene a bassa densità

Il polietilene a bassa densità  LDPE è ottenuto alla pressione di 1000-3000 atm e a temperature relativamente basse 130- 300 °C. Infatti  la reazione è di tipo esotermico e quindi sfavorita dalle alte temperature:

n C2H4 → -[CH2-CH2]n–   ΔH° = – 92 kJ/mol

Per la polimerizzazione radicalica è usato un iniziatore come un perossido organico. L'etene è compresso e messo in un reattore insieme all'iniziatore dove avviene la reazione. Il polietilene allo stato fuso è quindi allontanato, estruso e ridotto in granuli. Il prodotto presenta un numero di atomi di carbonio tra 4000 e 40000 con piccole catene laterali:

bassa densità

Questo tipo di polietilene ha basso peso specifico, è resistente agli urti, all'umidità e alle sostanze chimiche. Tuttavia esso  ha una scarsa resistenza al calore e un'elevata espansione termica.

È usato inoltre in fili e cavi isolanti, tubi, bottiglie, utensili, buste per la spesa, giocattoli e in forma di film.

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Tags: etanologel di silicemetallocenipirolisipoliaddizionepolimeri termoplasticipolimerizzazione radicalicareazioni esotermichetitanio

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Il Progetto Chimicamo

Massimiliano Balzano, ideatore e creatore di questo sito; dottore di Scienza e Ingegneria dei Materiali presso l’Università Federico II di Napoli. Da sempre amante della chimica, è cultore della materia nonché autodidatta. Diplomato al Liceo Artistico Giorgio de Chirico di Torre Annunziata.


Maurizia Gagliano, ha collaborato alla realizzazione del sito. Laureata in Chimica ed iscritta all’Ordine professionale. Ha superato il concorso ordinario per esami e titoli per l’insegnamento di Chimica e Tecnologie Chimiche. Docente.

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