Il polietilene è uno dei polimeri termoplastici più diffusi al mondo, noto per la sua versatilità e numerosi utilizzi. Fu scoperto per la prima volta nel 1898 dal chimico tedesco Hans von Pechmann mentre studiava il diazometano.
Questo materiale è composto da lunghe catene di atomi di carbonio legati a due atomi di idrogeno ciascuno. Il monomero base per la produzione di polietilene è l’etene, il più semplice degli alcheni, ottenuto principalmente dalla pirolisi degli idrocarburi.
Indice Articolo
Esistono diverse tipologie di polietilene in base al metodo di polimerizzazione utilizzato, che influisce sul peso molecolare e sulle proprietà del polimero risultante.
Classificazione del polietilene
1) UHMWPE (polietilene ad altissimo peso molecolare): con struttura cristallina e molecole ben impaccate, ottenuto tramite polimerizzazione per coordinazione di metalloceni.
2) HDPE (polietilene ad alta densità): poco ramificato, prodotto con catalizzatori Ziegler-Natta.
3) LDPE (polietilene a bassa densità): più ramificato rispetto all’HDPE, ottenuto tramite polimerizzazione radicalica.
4) LLDPE (polietilene lineare a bassa densità): prodotto dalla polimerizzazione di etene e α-olefine con catalizzatori Ziegler-Natta.
5) MDPE (polietilene a media densità): con meno ramificazioni rispetto al LDPE.
6) PEX (polietilene reticolato): derivato dall’HDPE in presenza di perossidi.
Utilizzi e caratteristiche del polietilene
L’UHMWPE viene impiegato per le superfici di scorrimento delle protesi articolari grazie alla sua resistenza all’usura e all’abrasione, alla biocompatibilità e alle ottime proprietà antiattrito. Tuttavia, per evitare la degradazione del materiale dovuta all’usura abrasiva e ossidativa, si preferisce utilizzare il PEX stabilizzato con vitamina E.
Polietilene ad alta densità
L’HDPE è ottenuto a pressioni comprese tra 10 e 80 atm e temperature tra 80 e 150°C, utilizzando catalizzatori Ziegler-Natta o Phillips.
I catalizzatori Ziegler-Natta sono composti organometallici che contribuiscono alla produzione di polietilene ad alta densità, un materiale ampiamente impiegato in diversi settori industriali per le sue eccellenti proprietà meccaniche e chimiche.
La Rivoluzione del Polietilene e del Polipropilene
Nel mondo della chimica, gli alogenuri di titanio e trialchilallumino sono protagonisti fondamentali per la sintesi del polietilene e del polipropilene. Questi composti, insieme al promotore, hanno portato a una rivoluzione nel campo delle materie plastiche. Tale impatto è stato così significativo che nel 1963 l’Accademia Reale Svedese delle Scienze ha conferito il Premio Nobel per la Chimica ai pionieri Karl Ziegler e Giulio Natta.
Il Catalizzatore Phillips e il Polietilene ad Alta Densità
Il catalizzatore Phillips è un catalizzatore eterogeneo che consiste in ossido di cromo supportato da gel di silice. Questo particolare catalizzatore ha consentito la produzione di oltre il 50% del polietilene del mondo.
Il polietilene ad alta densità è un materiale dalle caratteristiche interessanti: è flessibile, resistente agli agenti atmosferici e alle sostanze chimiche, facilmente lavorabile e ideale per processi di stampaggio e iniezione. Viene utilizzato per produrre bottiglie per alimenti e una vasta gamma di oggetti, tra cui mobili da giardino.
Polietilene a Bassa Densità
Il polietilene a bassa densità (LDPE) si ottiene a pressioni comprese tra 1000 e 3000 atm e a temperature relativamente basse (130-300 °C). La reazione di polimerizzazione è esotermica e richiede l’uso di iniziatori come perossidi organici.
Questo tipo di polietilene ha molteplici utilizzi: viene impiegato nella produzione di fili, cavi isolanti, tubi, bottiglie, utensili, buste per la spesa, giocattoli e persino come film plastico. Ha un basso peso specifico e una buona resistenza agli urti e all’umidità, ma mostra una limitata resistenza al calore e una dilatazione termica elevata.
In conclusione, il contributo di scienziati come Ziegler e Natta ha aperto la strada a importanti sviluppi nel settore delle materie plastiche, migliorando la vita quotidiana delle persone e creando nuove opportunità nell’industria.
