Polietileno de alta densidad

editor — Thu, 21 May 2015 18:33:32 +0000

Pestañas verticales

Datos generales

Clasificación:

Nomenclatura:

HDPE

Composición química:

(-CH₂-CH₂-)_n

Materias primas:

HDPE, high-density-poly-Ethylene, polietileno rígido

El HDPE tiene un grado de ramificación bajo, entre 1 y 10 ramas por cada 1000 átomos de carbono. Son ramificaciones con cadenas cortas.

Tiene una elevada cristalinidad debido a su poca ramificación, y por tanto hay poca distancia entre macromoléculas vecinas haciendo que este polietileno tenga una elevada densidad y resistencia que le da el nombre high-density-poly-Ethylene. Se trata de un plástico con elevada dureza, pero tiene una baja resistencia al impacto y a la elongación.

Caracterización

Métodos espectrométricos:

Metodos espectrométricos:

Descripción:

El espectro de IR se ha realizado a partir de medidas de absorbancia. Las señales que aparecen en 2909 y 2845 cm^-1 pertenecen al stretching del CH sp3.
En 1460 cm^-1 sale una parte que corresponde a la vibración de deformación del CH₂; se trata de una banda de intensidad media.

Calorimetría:

Propiedades generales

Densidad:

0.952 - 0.965 g/cm³

Cristalinidad:

70 - 80 %

Precio:

1.26 - 1.39 €/ kg

Propiedades mecánicas

Módulo elástico:

1.07 - 1.09 GPa

Coeficiente de Poisson:

0.41 - 0.427

Resistencia mecánica a la compresión:

18.6 - 24.8 MPa

Resistencia mecánica a la flexión:

30.9 - 43.4 MPa

Resistencia mecánica a la tracción:

22.1 - 31 MPa

Tenacidad a fractura (KIc):

1.52 - 1.82 MPa·m^1/2

Comportamiento a tracción:

A la temperatura de	Alargamiento(%)
T_amb	10 - 120 %

Dureza:

A la temperatura de:	Vikers
T_amb	7.9 - 9.9 HV

Propiedades eléctricas

Resistividad específica:

A la temperatura de:	Resistividad especifica
T_amb	1e13 - 1e17 ohm·m

Constante dieléctrica:

A la temperatura de:	Constante dieléctrica
T_amb	2.2 - 2.4

Propiedades térmicas

Temperatura de fusión:

130 - 137 ºC

Coeficiente de dilatación térmica lineal:

A la temperatura de:	Coeficiente de expansión lineal
T_amb	60e-6 - 110e-6 1/ ºC

Conductividad térmica:

A la temperatura de:	Conductividad térmica
T_amb	0.461 - 0.502 W/m·K

Capacidad calorífica específica:

A la temperatura de:	Capacidad calorífica específica
T_amb	1.75e3 - 1.81e3 J/kg·K

Propiedades ópticas

Índex de refracció:

1.53 - 1.55

Observaciones:

Se trata de un material translúcido. Tiene menor transparencia que el LDPE.

Propiedades tecnológicas

Temperatura mínima de utilización:

(-82) - (-72) ºC.

Temperatura máxima de utilización:

113 - 129 ºC

Reciclabilidad:

És un material reciclable.

Propiedades químicas

Resistencia a los ácidos:

Es muy resistente a ácidos débiles, pero menos resistente a ácidos fuertes.

Resistencia a los álcalis:

Tiene elevada resistencia tanto a álcalis fuertes como débiles.

Resistencia a los disolventes orgánicos:

Tiene una resistencia media a los disolventes orgánicos.

Absorción de agua:

Resistencia muy pobre frente la oxidación a 500ºC.

Resistencia al ozono:

Es bastante resistente a la radiación ultravioleta.

Observaciones:

No se altera en presencia de agua dulce o salada. La absorción de agua y la permeabilidad al vapor de agua son muy bajas, pero en cambio la permeabilidad es grande respecto al N₂, O₂ y CO₂. Tiene una considerable sensibilidad a la tensofisuración, especialmente en presencia de tensioactivos, alcoholes, ácidos orgánicos, aceites de silicona, aceites esenciales y álcalis acuosos. Se trata de un material inflamable (norma UL94).

Obtención

Observaciones:

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.

Conformación

Observaciones:

Los principales métodos de transformación en el HDPE son la extrusión-soplado (moldeado por soplado), inyección, sinterización rotacional y en lecho fluidizado.

Reciclaje

Observaciones:

El HDPE es un material reciclable.

Imágenes:

Descripción:

Símbolo de reciclaje para el HDPE.

Aplicaciones

Observaciones:

Puede presentarse de diferentes maneras: en forma de láminas planas y tubulares, planchas, tubos, monofilamentos, redes y tubos flexibles interconectables, tacos, y varas de aditivos para soldar. Se utiliza como revestimiento de alambres y cables, piezas electroaislantes, carcasas de bombas y ventiladores, filtros, bidones y depósitos para carburantes, botellas, frascos para cosmética, productos químicos, detergentes domésticos, cajas para el transporte de botellas de bebidas, latas, garrafas, recubrimiento de envases, láminas multicapa para envases alimentarios, cubetas para morteros, depósitos de gasóleo para calefacciones, tuberías de ventilación y de alcantarillado, asientos de aseo, cubos, bolsas de basura, bolsas de mano, cuerdas, césped artificial, sacos para carbón vegetal, toldos para zonas de jardín, pavimentos de pistas deportivas, juguetes infantiles, jeringas desechables, inyectables, botellas para soluciones de transfusiones.

Imágenes:

Descripción:

Con HDPE se hacen envases de productos de limpieza y de bebidas entre otros, así como tapones de botellas o cordel para tender la ropa.

Imágenes:

Descripción:

El tejido Raschel también está hecho con HDPE.

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