MATERIAL POLIETILENO

POLIETILENO

polímero de etileno us. para isolamento em condutores de correntes elétricas, tubos, próteses, materiais de embalagem, tanques etc.

O polietileno (ou polieteno, de acordo com a denominação oficial da IUPAC) é quimicamente o polímero mais simples. É representado pela cadeia: (CH2-CH2)n. Devido à sua alta produção mundial, é também o mais barato, sendo um dos tipos de plástico mais comuns. É quimicamente inerte. Obtém-se pela polimerização do etileno (de fórmula química CH2=CH2, e chamado de eteno pela IUPAC), de que deriva seu nome.

Este polímero pode ser produzido por diferentes reações de polimerização, como por exemplo a polimerização por radicais livres, polimerização aniônica, polimerização por coordenação de íons ou polimerização catiônica. Cada um destes mecanismos de reação produz um tipo diferente de polietileno.

É um polímero de cadeia linear não ramificada, embora as ramificações sejam comuns nos produtos comerciais. As cadeias de polietileno se rompem sob a temperatura de arrefecimento Tg em regiões amorfas e semicristalinas.

• PEBD:

  • Sacolas de todo tipo: supermercados, boutiques, panificação, congelados, industriais, etc.;

  • Embalagem automática de alimentos e produtos industriais: leite, água, plásticos, etc.;

  • Stretch film;

  • Garrafas térmicas e outros produtos térmicos;

  • Frascos: cosméticos, medicamentos e alimentos;

  • Mangueiras para água;

• PEAD:

  • Frascos para: detergentes, shampoo, etc;

  • Sacolas para supermercados;

  • Caixotes para peixes, refrigerantes, cervejas;

  • Frascos para pintura, sorvetes, azeites;

  • Tambores;

  • Tubulação para gás, telefonia, água potável, lâminas de drenagem e uso sanitário;

  • Também é usado para recobrir lagoas, canais, fossas de neutralização, contratanques, tanques de água, lagoas artificiais, etc.

A abreviatura do polietileno geralmente usada é PE. Os polietilenos podem ser classificados em:

• PEBD (em inglês conhecido como LDPE ou PE-LD): Polietileno de Baixa Densidade;

  • Atóxico

  • Flexível

  • Leve

  • Transparente

  • Inerte (ao conteúdo)

  • Impermeável

  • Pouca estabilidade dimensional, mas com processamento fácil

  • Baixo custo

 

• PEAD (em inglês conhecido como HDPE ou PE-HD): Polietileno de Alta Densidade; densidade igual ou maior que 0,941 g/cm³. Tem um baixo nível de ramificações, com alta densidade e altas forças intermoleculares. A produção de um bom PEAD depende da seleção do catalisador. Alguns dos catalisadores modernos incluem os de Ziegler-Natta, cujo desenvolvimento rendeu o Prêmio Nobel

  • Resistente a altas temperaturas;

  • Alta resistência à tensão; compressão; tração;

  • Baixa densidade em comparação com metais e outros materiais;

  • Impermeável;

  • Inerte (ao conteúdo), baixa reatividade;

  • Atóxico

  • Pouca estabilidade dimensional

 

• PELBD (em inglês conhecido como LLDPE): Polietileno linear de baixa densidade;

 

• UHWPE: Polietileno de massa molecular ultra-alta;

 

• PEX: Polietileno com formação de rede.

 

CaracterísticasPEBDPEADPELBD

Grau de cristalinidade [%]40 a 5060 a 8030 a 40

densidade [g/cm³]0,915 a 0,9350,94 a 0,970.90 a 0.93

Módulo [N/mm²] a 52215 °C~130~1000-

Temperatura de Fusão [°C]105 a 110130 a 135121 a 125

estabilidade químicaboaexcelenteboa

Esforço de ruptura [N/mm²]8,0-1020,0-30,010,0-30,0

Elongação à ruptura [%]201216

Módulo elástico E [N/mm²]2001000-

Coeficiente de expansão linear [K1]1.7 * 1042 * 1042 * 104

Temperatura máxima permissível [°C]80100-

Aplicações

• PEBD:

  • Sacolas de todo tipo: supermercados, boutiques, panificação, congelados, industriais, etc.;

  • Embalagem automática de alimentos e produtos industriais: leite, água, plásticos, etc.;

  • Stretch film;

  • Garrafas térmicas e outros produtos térmicos;

  • Frascos: cosméticos, medicamentos e alimentos;

  • Mangueiras para água;

• PEAD:

  • Frascos para: detergentes, shampoo, etc;

  • Sacolas para supermercados;

  • Caixotes para peixes, refrigerantes, cervejas;

  • Frascos para pintura, sorvetes, azeites;

  • Tambores;

  • Tubulação para gás, telefonia, água potável, lâminas de drenagem e uso sanitário;

  • Também é usado para recobrir lagoas, canais, fossas de neutralização, contratanques, tanques de água, lagoas artificiais, etc..

Copolímeros de Etileno

Além da polimerização com alfaolefinas, o etileno pode ser polimerizado através de um grande número de monômeros diferentes. Exemplos destes monômeros são o acetato de vinila, que resulta no copolímero de etilenovinil acetato, ou EVA, cujo uso é comum em sandálias e tênis. Também podem ser obtida uma grande variedade de acrilatos.

História

O polietileno foi sintetizado pela primeira vez pelo químico alemão Hans von Pechmann, que, acidentalmente, o preparou em 1898 enquanto aquecia diazometano. Quando seus colegas Eugen Bamberger e Friedrich Tschirner caracterizaram a substância gasosa e branca criada, descobriram grandes cadeias compostas por -CH2- e o denominaram "polietileno".

Em 27 de Março de 1933, o polietileno foi sintetizado tal como o conhecemos atualmente, por Reginald Gibson e Eric Fawcett, na Inglaterra, que trabalhavam para os Laboratórios ICI. Isto foi possível aplicando-se uma pressão de cerca de 1400 bar e uma temperatura de 170 °C, onde foi obtido o material de alta viscosidade e cor esbranquiçada que se conhece atualmente.

A pressão requerida para conseguir produzir a polimerização do etileno era muito alta, e por isso a investigação sobre catalisadores realizada pelo alemão Karl Ziegler e pelo italiano Giulio Natta, que originou os catalisadores Ziegler-Natta, rendeu-lhes o prêmio Nobel em 1963 por sua contribuição científica à química. Com estes catalisadores, é possível a polimerização sob pressão normal.

Aplicações modernas

O polietileno pode formar uma rede tridimensional quando é submetido a uma reação covalente de vulcanização (cross-linking). O resultado é um polímero com efeito de memória. Tal efeito consiste na estabilidade ou permanência do material em uma certa temperatura, podendo sua forma ser modificada simplesmente ao aquecer o polímero a essa temperatura. O efeito térmico de memória nos polímeros é diferente do efeito térmico de memória nos metais, encontrado em 1951 por Chang e Read, no qual ocorre uma mudança na estrutura cristalina por meio de uma transformação martensítica[necessário esclarecer]. No caso dos polímeros este efeito se baseia em forças de entropia e pontos vulcanizados de estabilidade física ou química.

No caso do polietileno com efeito térmico de memória, os usos mais comuns são películas termoencolhíveis e isolantes.

Outros polímeros que apresentam o efeito térmico de memória são: Poli(norborneno), poliuretanos, poliestireno modificado e quase qualquer polímero ou copolímero que seja cristalino ou amorfo que possa formar uma rede tridimensional.

Polímeros com problemas para o efeito térmico de memória: Polipropileno.

Outras novas aplicações de PE incluem o composto de serragem e PE em percentuais que vão desde 10% a 70% de madeira. O resultado é um composto estável e de maior densidade que o PE. Um equipamento especial para seu processamento é recomendado, assim como aditivos de acoplamento e auxílios de processo. Em peças grandes, também se usam os espumantes para reduzir a densidade da peça.

Processamento

O polietileno é usado para diferentes tipos de produtos finais, e para cada um deles são utilizados processos diferentes. Entre os mais comuns, estão:

• Extrusão: Película, cabos, fios, tubulações.

• Moldagem por injeção: Partes em terceira dimensão com formas complexas

• Injeção e sopro: Garrafas de tamanhos diferentes

• Extrusão e sopro: Bolsas ou tubos de calibre fino

• extrusão e sopro de corpos ocos: Garrafas de tamanhos diferentes

• Rotomoldagem : Depósitos e formas ocas de grandes dimensões

O polietileno é um material translúcido, podendo ser modificado com três procedimentos comuns:

• Acrescentar pigmento em pó ao PE antes de seu processamento

• Colorir todo o PE antes de seu processamento

• Usar um concentrado de cor (masterbatch), que representa a forma mais econômica e fácil de colorir um polímero.

São importantes os aditivos para o uso final. Dependendo da função final, são recomendáveis, por exemplo: antioxidantes, antichama, antiestáticos, antibactérias.