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Il mwbqpolietilene (in sigla mwbgPE), è il più semplice dei mwbwpolimeri sintetici ed è la più comune fra le mwcamaterie plastiche.

Ha formula chimica (-Cmwcg2Hmwcw4-)mwdan dove il grado di polimerizzazione n può arrivare ad alcuni milioni. Le catene sono di lunghezza variabile e più o meno ramificate.

Il polietilene è una resina mwdgtermoplastica, si presenta come un solido trasparente (se amorfo) o bianco (se cristallino) con ottime proprietà isolanti e stabilità chimica.

È una delle materie plastiche più versatili ed economiche. Gli usi più comuni sono come isolante per cavi elettrici, film per l'agricoltura, borse e buste di plastica, contenitori di vario tipo, tubazioni, strato interno di contenitori asettici per liquidi alimentari e molti altri.

• Storia

• Classificazione del polietilene

• Sintesi

• Schema di processo

• Applicazioni

• Note

• Bibliografia

• Voci correlate

• Altri progetti

• Collegamenti esterni

Il polietilene è stato sintetizzato per la prima volta mwewaccidentalmente dal chimico tedesco Hans von Pechmann nel mwfq1898, mentre riscaldava del mwfgdiazometano. I suoi colleghi Eugen Bamberger e Friedrich Tschirner analizzarono la sostanza bianca simile a cera sulle pareti del contenitore, scoprirono che conteneva delle lunghe catene di -CHmwgq2-, e decisero di chiamarla polimetilene.

La prima sintesi industriale fu ottenuta (ancora accidentalmente) da Eric Fawcett e Reginald Gibson alla mwhgICI Chemicals nel mwhw1933. Il polietilene si era formato applicando una pressione di diverse centinaia di atmosfere su un contenitore contenente etilene e mwiabenzaldeide; anche stavolta notarono un materiale simile a cera sulle pareti del contenitore. La reazione era stata tuttavia innescata da tracce di mwiqossigeno contenute nel contenitore e non fu possibile replicarla con successo fino al mwig1935, quando un altro chimico ICI, Michael Perrin, sviluppò una sintesi industriale riproducibile per la sintesi del polietilene a bassa densità (mwjaLDPE).cite-ref-1[1] La prima tonnellata di materiale dimostrò che questo aveva qualità impareggiabili come isolante elettrico, e nell'agosto del mwkq1939 ebbe inizio la produzione industriale, che fu interamente assorbita dalle necessità belliche (in particolare nelle tecniche collegate al mwkgradar).cite-ref-story-2-0[2] Finita la guerra il polietilene rischiò di scomparire dai prodotti della ICI, ma i risultati delle ricerche su possibili nuove applicazioni dimostrarono che era assai più versatile di quanto si fosse pensato.

Il successivo traguardo nella sintesi del polietilene è stato lo sviluppo di numerosi mwmacatalizzatori che ne hanno permesso la sintesi a temperature e pressioni più blande. Il primo di questi era basato sul mwmqbiossido di cromo, fu scoperto nel mwmg1951 da mwmwRobert Banks e mwnaJohn Paul Hogan alla Phillips Petroleum. Nel mwng1953, il chimico tedesco mwnwKarl Ziegler sviluppò un sistema catalitico basato su mwoaalogenuri di mwoqtitanio e composti organici dell'alluminio che lavoravano a condizioni ancora più basse dei catalizzatori Phillips.cite-ref-story-2-1[2] Questi ultimi, tuttavia, erano meno costosi e più facilmente maneggiabili; entrambi i sistemi vennero quindi usati nella sintesi industriale per la produzione di mwpwHDPE.

La catalisi di tipo Phillips ebbe inizialmente problemi nella sintesi di HDPE di qualità uniforme, e gli impianti che la utilizzavano riempirono i loro magazzini di prodotto che non rispettava le specifiche. Il collasso finanziario fu evitato nel mwqq1957, quando prese piede negli mwqgStati Uniti un anello di polietilene colorato, l'mwqwhula hoop.cite-ref-story-2-2[2]

Un terzo sistema catalitico, basato sui mwsqmetalloceni, fu scoperto nel mwsg1976 in Germania da Walter Kaminsky e Hansjörg Sinn. Le catalisi a metalloceni e quella mwtqZiegler hanno entrambe dimostrato un'ottima flessibilità nella sintesi di miscele di etene e mwtgalfa-olefine gettando le basi della attuale vasta gamma di polietilene. Alcune di queste resine, come la fibra mwtwDyneema, hanno cominciato a rimpiazzare materiali quali il mwuakevlar laddove sono richieste eccellenti proprietà meccaniche di mwuqresistenza a mwugtrazione.

In base alla distribuzione dei pesi molecolari e al grado di ramificazione si ottengono tipi di polietilene con proprietà e usi differenti:

• mwxaPolietilene ad altissimo peso molecolare (UHMWPE): è un polietilene con peso molecolare medio compreso tra 3×10mwxq6 e 6×10mwxg6 mwxwu (secondo lo standard mwyaASTM D4020).cite-ref-3[3] Ne risulta un materiale con catene ben impaccate nella struttura cristallina e molto resistente. Questo tipo di polietilene viene sintetizzato attraverso la polimerizzazione per coordinazione con mwzqmetalloceni. Le particolari proprietà meccaniche lo rendono adatto, a differenza degli altri tipi più comuni di polietilene, a impieghi particolari, come ad esempio mwzgprotesi e mwzwgiubbotti antiproiettile.

• mwaqPolietilene ad alta densità (HDPE) o (PEAD): è un polietilene poco ramificato,cite-ref-villa2517-4-0[4] ha quindi forze intermolecolari elevate e maggiore mwbgrigidezza rispetto al polietilene a bassa densità; viene generalmente sintetizzato attraverso polimerizzazione per coordinazione con un mwbwsistema catalitico di tipo Ziegler-Natta.

• mwcqPolietilene a bassa densità (LDPE): è molto più ramificato dell'HDPE, è quindi un materiale più mwcgduttile e meno rigido, viene generalmente sintetizzato attraverso mwcwpolimerizzazione radicalica.

• Polietilene a media densità (MDPE): è caratterizzato da percentuali inferiori di catene ramificate rispetto al polietilene a bassa densità (LDPE).

• mwdgPolietilene lineare a bassa densità (LLDPE): è sostanzialmente polietilene lineare dotato di un numero significativo di ramificazioni corte; viene normalmente ottenuto per polimerizzazione di una miscela di etene e α-olefine (mwdwbutene, mweaesene, mweqottene) con catalisi di tipo Ziegler-Natta.

• mwewPolietilene espanso: è un polietilene che tramite un processo fisico-chimico viene reso poroso, leggero e morbido.

• Polietilene reticolato (PE-X): polietilene prodotto in modo da creare catene molecolari collegate in una rete tridimensionale, e conferire maggiore resistenza in un intervallo di temperature e pressioni più ampio ai tubi costituiti da questo materiale.cite-ref-5[5]

Il polietilene si sintetizza a partire dall'mwgwetilene secondo la reazione:mwha n ( CH 2 = CH 2 ) ⟶ ⟶ [ − − CH 2 − − CH 2 − − ] n {\displaystyle {\ce {n (CH2=CH2)-> [-CH2-CH2-]_n}}} La molecola dell'etilene è caratterizzata dal mwhqdoppio legame fra gli atomi di carbonio che la rende particolarmente stabile; per tale motivo la reazione di polimerizzazione necessita di condizioni di reazione particolari.

Per la produzione industriale le possibilità sono:

• mwjqmwjgPolimerizzazione radicalica (o mwjwprocedimento ad alta pressione): alte temperature (circa 80-300mwka °C), alte pressioni (circa 1.000-3.000 bar) e presenza di iniziatori mwkqradicalici (come ad esempio mwkgossigeno o mwkwperossidi).cite-ref-villa2516-2517-6-0[6] Questo processo viene sfruttato per produrre polietilene a bassa e media densità.cite-ref-villa2516-2517-6-1[6]

• mwnqPolimerizzazione per coordinazione (o mwngprocedimento a bassa pressione): con l'uso di mwnwcatalizzatori a base di mwoametalli di transizione (ad esempio sistemi di mwoqcatalisi Ziegler-Natta o catalizzatori di Phillips).cite-ref-villa2517-4-1[4] Questo processo si utilizza per produrre polietilene ad alta densità.cite-ref-villa2517-4-2[4]

• mwraPolimerizzazione con catalizzatori mwrqmetallocenici, di prima e di seconda generazione con processo in fase gas, e soluzione.

Uno degli usi classici del polietilene è la fabbricazione, mediante estrusione e successive lavorazioni, dei sacchetti comunemente detti "di plastica",

Viene inoltre impiegato per la creazione del "mwwgfilm estensibile" e del "film a bolle d'aria" (o mwwwpluriball).

Altri impieghi:cite-ref-7[7]

• Impermeabilizzazioni edili generali con geomembrana in mwywHDPE;

• rivestimento interno di confezioni in cartone per alimenti (ad esempio quelle del latte);

• flaconi per detersivi o alimenti;

• giocattoli;

• mw0apellicole alimentari;

• tappi in plastica;

• tubi per il trasporto di acqua e gas naturale;

• rivestimento di cavi elettrici e telefonici;

• palloni stratosferici;

• mobili per il giardino (mw1gHularo);

• reti di recinzione, reti anti-grandine, reti per agricoltura, pesca e sicurezza sul lavoro

• inserti per protesi del ginocchio.

cite-note-11. ↑ mwaqqDevis Bellucci, mwaquMateriali per la vita: le incredibili storie dei biomateriali che riparano il nostro corpo, Torino, Bollati Boringhieri, 2002, p.mwaqy 90, mwaqcISBNmwaqg 978-88-339-3778-6.

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• citerefvillavecchiaVittorio Villavecchia, Gino Eigenmann, Ivo Ubaldini, Nuovo dizionario di merceologia e chimica applicata, Volume 5, Hoepli editore, 1975, ISBN 88-203-0532-1.

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• citerefploskonka(EN) John J. Ploskonka, Ray A. Gsell, Harvey L. Stein, Characterization and Properties of Ultra-high Molecular Weight Polyethylene, ASTM International, 1998, ISBN 0-8031-2482-1.

• mwausPolietilene ad alta densità

• mwau0Polietilene a bassa densità

• mwau8Polietilene lineare a bassa densità

• mwavePolietilene ad altissimo peso molecolare

Altri progetti

• Wikizionario

• Wikimedia Commons

• Wikizionario contiene il lemma di dizionario «polietilene»

• Wikimedia Commons contiene immagini o altri file sul polietilene

• citereftreccani-itPolietilene, su Treccani.it – Enciclopedie on line, Istituto dell'Enciclopedia Italiana.

• citerefvocabolario-treccaniPolietilène, su Vocabolario Treccani, Istituto dell'Enciclopedia Italiana.

• citerefsapere-itpolietilène, su sapere.it, De Agostini.

• citerefdizionario-di-economia-e-finanzaPolietilene, in Dizionario di Economia e Finanza, Istituto dell'Enciclopedia Italiana, 2012.

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• citerefgarzanti-polietilenePolietilene, in Grande Dizionario di Italiano, Garzanti Linguistica.

• mwavk(EN) The manufacture of polyethylene (PDF), su nzic.org.nz. URL consultato il 29 aprile 2010 (archiviato dall'url originale il 25 maggio 2010).

• mwavs(EN) Polyethylene Bags (PDF), su uwsp.edu.