Il polietilene (PE) fu sintetizzato per la prima volta accidentalmente dal chimico tedesco Hans von Pechmann durante un processo sperimentale, segnando l'inizio di un nuovo campo nella sintesi dei polimeri. Il polietilene ha molte varietà, generalmente classificate in base alla loro densità in polietilene a bassa densità (LDPE), polietilene ad alta densità (HDPE), polietilene lineare a bassa densità (LLDPE) e altri prodotti con proprietà speciali.
1.1 Polietilene a Bassa Densità (LDPE)
Il polietilene a bassa densità è il primo tipo di polietilene industrializzato ed è anche noto come polietilene a bassa densità ad alta pressione. Il polietilene risultante mostrava un'eccellente trasparenza e flessibilità, rappresentando il primo grande progresso storico nella tecnologia di polimerizzazione dell'etilene.
L'LDPE ha una bassa densità e dimostra una buona resistenza agli urti e alle basse temperature. Possiede anche eccellenti proprietà di fluidità e isolamento elettrico, bassa permeabilità al vapore acqueo e proprietà chimiche stabili. Tranne che per acidi ossidanti forti, l'LDPE è generalmente resistente alla corrosione da acidi, basi e sali. L'LDPE è ampiamente utilizzato nella produzione di film per imballaggio, film agricoli e altri prodotti. La sua prima applicazione commerciale fu come rivestimento isolante per fili elettrici. Tuttavia, l'LDPE ha generalmente una cristallinità relativamente bassa, una scarsa resistenza meccanica e una limitata resistenza al calore.
L'LDPE è utilizzato nella produzione di prodotti stampati a iniezione, materiali per imballaggio farmaceutico e alimentare, prodotti cavi soffiati e apparecchiature mediche. Tuttavia, la sua applicazione principale è nei prodotti in film, come film agricoli e film per imballaggio.
1.2 Polietilene ad Alta Densità (HDPE)
Il polietilene ad alta densità è una resina termoplastica non polare altamente cristallina. Di solito viene prodotto tramite polimerizzazione utilizzando catalizzatori Ziegler-Natta. Il processo viene condotto in reattori tubolari o a serbatoio agitato a bassa pressione, utilizzando etilene come materia prima e ossigeno o perossidi organici come iniziatori per promuovere la reazione di polimerizzazione.
In condizioni normali, l'HDPE si presenta come una polvere bianca o un prodotto granulare. È atossico e inodore, con una densità compresa tra 0,940 e 0,976 g/cm³ e una cristallinità dell'80%–90%. La sua temperatura operativa può raggiungere fino a 100°C. Rispetto all'LDPE, l'HDPE ha una durezza, resistenza alla trazione e resistenza al creep superiori. Mostra anche eccellente resistenza all'usura, proprietà di isolamento elettrico, tenacità e resistenza alle basse temperature. L'HDPE ha una buona stabilità chimica; a temperatura ambiente, è insolubile in solventi organici e resistente alla corrosione da acidi, basi e vari sali. I film in HDPE hanno una bassa permeabilità al vapore acqueo e all'aria, nonché un basso assorbimento d'acqua.
Diversi gradi di HDPE vengono prodotti regolando opportunamente quattro variabili: densità, massa molecolare relativa, distribuzione del peso molecolare e additivi, consentendo al materiale di ottenere diverse caratteristiche prestazionali per varie applicazioni. Grazie alle sue proprietà uniche, l'HDPE è ampiamente utilizzato in applicazioni industriali e quotidiane. Ha un'elevata rigidità dielettrica, che lo rende adatto per fili e cavi elettrici, e mantiene un'eccellente resistenza agli urti anche a basse temperature.
1.3 Polietilene Lineare a Bassa Densità (LLDPE)
Il polietilene lineare a bassa densità è prodotto copolimerizzando etilene con comonomeri come 1-butene e 1-esene in condizioni di polimerizzazione utilizzando catalizzatori Ziegler-Natta ad alta efficienza. La densità del LLDPE varia generalmente da 0,915 a 0,940 g/cm³.
I prodotti in LLDPE sono atossici, inodori e si presentano come granuli bianco latte. Rispetto al LDPE, il LLDPE ha maggiore resistenza, maggiore rigidità, migliore tenacità, migliore resistenza al freddo e al calore, nonché eccellente resistenza allo strappo e alla rottura per stress ambientale. È anche resistente ad acidi, basi e solventi organici.
Il LLDPE presenta eccellenti proprietà meccaniche, stabilità chimica e prestazioni di lavorazione. I film prodotti con LLDPE hanno un'elevata resistenza allo strappo, una forte resistenza alla rottura per stress, un'eccellente resistenza all'impatto a caduta libera, resistenza allo strappo e proprietà ottiche. Pertanto, il LLDPE può essere utilizzato come strato protettivo per cavi.
Attualmente, il LLDPE occupa una quota significativa del mercato tradizionale del polietilene. Le sue applicazioni includono tubi, prodotti stampati, cavi e film, con vantaggi particolarmente forti nel campo dei film per imballaggio.
