Polietileno de alta densidad

En la síntesis de polietileno se emplean básicamente dos tipos de procesos: la producción de PE a alta presión y la producción a baja presión.
En el proceso de alta presión se utiliza un mecanismo radicalario en el que la presencia de trazas de oxígeno actúa como iniciador de la reacción. Se trata de un proceso de polimerización con temperaturas cercanas a 200ºC y presiones entre 1500 y 2.000 bares en fase gas. La reacción se inicia cuando una molécula de oxígeno se disocia en dos átomos radicalarios debido a un aporte energético; uno de estos radicales iniciadores activan el doble enlace de un monómero de eteno. De esta manera el doble enlace se abre y se forma un radical monomérico de eteno que activa a otro monómero, alargando la cadena de etileno. El proceso de crecimiento de la cadena se detiene cuando dos radicales se encuentran y así finalizan la reacción, formando macromoléculas. El aporte energético tanto puede ser mediante calor o radiación.

Existe una variante especial de la polimerización en masa llamada polimerización en fase gaseosa; la reacción se produce en reactores de doble camisa tubulares bajo presión. El calor de la reacción se debe eliminar para evitar la descomposición de la mezcla reaccionando. El polímero sale del reactor a presión a unos 200ºC en forma de masa viscosa, y es alimentado a una máquina extrusora donde se le añaden los aditivos necesarios; de allí se extrae el polímero en forma de tubo o de cinta, se enfría y se corta hasta convertirlo en un granulado.

El proceso a baja presión se caracteriza por el uso de catalizadores inorgánicos para llevar a cabo el proceso de polimerización. El mecanismo de reacción es similar al proceso de alta presión, pero diferenciados en que el etileno, o bien en gas o en disolución, reacciona consigo mismo sobre la superficie límite de un catalizador sólido. Para este proceso normalmente se emplea el catalizador Ziegler o el catalizador Phillips. En el caso de utilizar un mecanismo en fase gas se emplea catálisis heterogénea, por lo que se hace pasar un caudal de etileno gas a través de la red creada por el catalizador; así se forman gránulos de polietileno. Estos quedan normalmente en forma de polvo y se han de purificar, separándolos cuando sea necesario del catalizador y secándolos. En la actualidad se trabajan con nuevos catalizadores donde no es necesaria su posterior eliminación. El polietileno fabricado a baja presión recibe aditivos y es granulado de la misma manera que en el proceso de alta presión.  

 

Existen otros procesos de obtención de polietileno: como por ejemplo el proceso de suspensión, que consiste en una polimerización de precipitación. Se basa en la diferencia de solubilidades entre el eitlè y el polietileno. Se emplea un hidrocarburo aromático de bajo peso molecular como disolvente, 15 bares de presión y una temperatura entre 20 y 70ºC. En estas condiciones experimentales el etileno es soluble en el hidrocarburo mientras que el polietileno es insoluble, por lo que a medida que avanza la reacción precipita polietileno, que queda suspendido en forma de partículas finas. Finalmente la separación se realiza mediante centrifugación.
El proceso en solución se realiza a alta presión y temperatura para asegurar que el polietileno formado queda disuelto en el disolvente; una vez finalizada la síntesis el disolvente se elimina por destilación.