INTRODUCCIÓN Polietileno Lineal de Baja Densidad (Linear Low Density Polyethylene) LLDPE es esencialmente una mezcla de polietileno de alta densidad y polietileno de baja densidad. Es creado por un proceso de polimerización bajo presión tanto como HDPE, pero tiene más ramas al igual que el LDPE tiene. Estas ramas son lo suficientemente largas para evitar que las moléculas de estar muy juntos entre sí. Esto resulta en una estructura de la molécula lineal como el polietileno de alta densidad, sino también una baja densidad como polietileno de baja densidad. La densidad de LLDPE típicamente va desde 0.918 -. 940 g / cm ³. Las características de LLDPE se pueden lograr mediante mediante la adición adición de un comonómero comonómero durante durante el proceso de polimeriza polimerización, ción, por lo general hexano, el butano o el octano. El comonómero aumenta el entrelazamiento de la cadena, que se traduce en mejores propiedades físicas, así como más fuerte la unión secundaria. Las desventajas de LLDPE son más altas temperaturas de fusión de procesamiento, la contracción del 8% mayor, una menor flexibilidad clara (óptico) y menos. Determinar el tipo de PE para una aplicación a veces puede ser difícil. Botellas de lejía y detergente son generalmente hechas de polietileno de alta densidad, ya que deben ser hechas con paredes delgadas para reducir los costes costes de material, material, pero también también tienen que ser fuertes fuertes para que puedan mantener mantener su forma. forma. Tupperware Tupperware también está hecha de polietileno de alta densidad, así como jarras de leche y mesas plegables. Bolsas de la compra se hace a menudo con polietileno de baja densidad, ya que es ligero y flexible y transparente, algo así como seis-pack lata de refresco y los anillos de diapositivas patio de recreo. LLDPE se usa cuando LDPE y HDPE no se pueden utilizar, o cuando el costo se convierte en un problema, incluyendo una envoltura de plástico y envoltura env oltura elástica.
POLIETILENO LINEAL DE BAJA DENSIDAD (LLDPE)
LLDPE en inglés) es un polímero con un esqueleto lineal con El polietileno lineal de baja densidad o PELBD ( LLDPE ramificaciones laterales muy cortas y uniformes, que hacen que su temperatura de fusión y su resistencia a la tracción y al agrietamiento sean superiores a la del polietileno de baja densidad. La longitud y posición de las cadenas laterales también afecta las propiedades del producto.
El polietileno lineal de baja densidad (linear low density polyethylene, LLDPE) se puede describir como un copolí copolímer meroo de etilen etileno/ð o/ð-ol -olefi efina na que tiene tiene una estruc estructur turaa mol molecul ecular ar lineal lineal.. Los comonóm comonómero eross más usados usados comercialmente son el buteno, el hexeno y el octeno. Las resinas LLDPE tienen pesos moleculares de 10000 a 100000 con grados variables de cristalinidad. Es un material termoplástico duro y resistente que consiste en un esqueleto lineal con ramificaciones laterales cortas. Las propiedades del LLDPE en el estado fundido y en la parte terminada son funciones del peso molecular, la distribución de pesos moleculares, y de la densidad de la resina. La longitud y posición de las cadenas laterales también afecta las propiedades del producto, las cuales son en gran parte controladas por el comonómero usado en el proceso de producción.
Existen muchos tipos de producto: el índice de fusión puede variar de 0.5 a 150 g/10 min; la densidad de 0.905 a 0.945 g/cm3. Las resinas en el intervalo de densidad de 0.936 a 0.945 g/cm3 a menudo se conocen como resinas de polietileno lineal de densidad media, mientras que aquellos con densidades de 0.905 a 0.915 g/cm3 se consideran como polietileno de baja densidad de ultra baja linealidad. Los objetos fabricados con LLDPE se identifican, en el sistema de identificación americano SPI (Society of the Plastics Industry), con el siguiente símbolo:
El polietileno lineal de baja densidad se obtiene polimerizando el etileno con un alqueno (especialmente 1-buteno) a baja presión, en disolución, suspensión o fase gaseosa y en presencia de catalizadores. Se trata de un polímero con ramificaciones muy cortas y uniformes que hacen que su temperatura de fusión y su resistencia a la tracción y al agrietamiento sean superiores a las del polietileno de baja densidad. Se utiliza en el recubrimiento de cables y en la fabricación de objetos moldeados por extrusión o soplado. Importancia Se obtiene polimerizando el etileno con un alqueno (especialmente 1-buteno) a baja presión, en disolución, suspensión o fase gaseosa y en presencia de catalizadores. Se trata de un polímero con ramificaciones muy cortas y uniformes que hacen que su temperatura de fusión y su resistencia a la tracción y al agrietamiento sean superiores a las del polietileno de baja densidad. Se utiliza en el recubrimiento de cables y en la fabricación de objetos moldeados por extrusión o soplado. Aplicación LLDPE ha penetrado en casi todos los mercados tradicionales de polietileno. Se utiliza para: Las bolsas de plástico y hojas (donde se permite el uso de menor espesor que el comparable LDPE). Envoltura de plástico. Película estirable. Bolsas. Juguetes. Tapas. Tapas. Tubos. Cubos y contenedores. Cubierta de cables. Geomembranas. Tubería flexible. Bolsas para pañal. Costales para productos a granel. Costales de uso pesado. En 2009 el mercado mundial de LLDPE alcanzó un volumen de casi 24 millones de dólares US (17 millones de euros) LLDPE que es fabricado con catalizadores de metaloceno se etiqueta “mLLDPE”. Propiedades físicas y químicas
Propiedad Valor Densidad 0.92 g/cm³ Dureza de la superficie SD48 Resistencia a la tracción 20 MPa El módulo de flexión 0.35 GPa Notched izod Izod 1.06+ kJ/m Expansión lineal 20×10 −5 /ºC Alargamiento a la rotura 500% Tensión en el rendimiento 20% Temperatura de funcionamiento 50 ºC De absorción de agua 0.01% Índice de oxígeno 17% Inflamabilidad UL94 HB Resistividad de Volumen 10 16 Ω·cm Rigidez dieléctrica 25 MV/m Factor de disipación de 1 kHz 909090 La constante dieléctrica de 1 kHz 2.3
[email protected] MPa 45 ºC
[email protected] MPa 37 ºC Material de secado NA Temp. Range Alcance 120 to 160 ºC La contracción del molde 3% Molde temp. range alcance 20 to 60 °C El proceso de polimerización real se puede hacer ya sea en fase de solución o reactores en fase gaseosa. Por lo general, es el copolímero de octeno en fase de solución, mientras que buteno y hexeno son copolimerizados con etileno en un reactor de fase gaseosa. La resina LLDPE producido en un reactor de fase gaseosa sale en forma granular y se pueden vender en forma de gránulos o se transforma en pellets. LLDPE tiene una mayor resistencia a la tracción y un mayor impacto y resistencia a la perforación de polietileno de baja densidad. Es muy flexible y se alarga bajo tensión. Se puede usar para hacer películas más delgadas, con una mejor resistencia a agrietamiento por tensión ambiental. Tiene buena resistencia a productos químicos, a la luz ultravioleta y a la radiación. Tiene buenas propiedades eléctricas. Sin embargo, no es tan fácil de procesar como LDPE, tiene menos brillo, y es más estrecho rango de termosellado Propiedades mecánicas Las propiedades mecánicas del polietileno lineal de baja densidad (LLDPE ) son mucho más altas que las de LDPE y HDPE . Posee una excelente resistencia a la tracción, al impacto, al rasgado, a la perforación o punción, fuerzas en el sellado al calor, y al agrietado por efectos ambientales. Además posee, buena resistencia al impacto a temperaturas muy bajas (hasta -95ºC) y en películas posee excelente elongación. Podemos resumir todas las características más importantes en la tabla que vemos a continuación. CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES Grado de cristalinidad (%) 30-40 Densidad (g/cm3) 0,9-0,93 Temperatura de cristalización (ºC) 121-125 Estabilidad química Buena Esfuerzo de ruptura (N/mm2) 10-30 Elongación a ruptura (%) 16 Módulo elástico E (N/mm2) Coeficiente de expansión lineal (K -1) 2 x 10-4
Temperatura máxima permisible (ºC) Temperatura de reblandecimiento (ºC)
-
Especificaciones del producto
Producción a nivel mundial y nacional
Materia prima y especificaciones que debe tener esa materia prima La industria petroquímica emplea como materias químicas básicas las olefinas y los aromáticos obtenidos a partir del gas natural y de los productos de refinación del petróleo, entre los que se encuentra el etileno. La escasa disponibilidad de estos hidrocarburos ha obligado a la industria a usar procesos especiales para producirlo Reacciones
Aspectos termodinámicos y cinéticos
Descripción del proceso Proceso de Obtención
El proceso básico de polimerización requiere de la copolimerización del etileno y el monómero de elección (ðolefina) usando un catalizador. Las presiones y temperaturas del reactor varían dependiendo del proceso empleado. Tanto el tipo de comonómero como el proceso de producción afectan las propiedades físicas de la resina. Los comonómeros comúnmente usados son 1-buteno, 1-hexeno y 1-octeno. Dos tipos de sistemas a baja presión se usan principalmente en la producción de LLDPE: el proceso en lecho fluidificado en fase gaseosa y los procesos en disolución. El LLDPE también se puede producir en plantas de polietileno de baja densidad y alta presión (low density polyethylene, LDPE) usando la tecnología de modificación retroactiva proporcionada (a nivel de Estados Unidos) por Arco y Dow. El proceso en lecho fluidificado en fase gaseosa inicialmente desarrollado por la Union Carbide para la producción de polietileno de alta densidad (high density polyethylene, HDPE) ha sido modificado para la producción de LLDPE. Se alimentan en forma continua etileno gaseoso, hidrógeno, un catalizador con titanio y un comonómero a un reactor de lecho fluidificado que opera a una presión de 2.1 MPa y 80-100ºC. La mayoría de las resinas de LLDPE de Union Carbide se producen de ordinario con 1-buteno como comonómero. Hace poco, la compañía ha producido nuevas clases de LLDPE usando ð-olefinas de peso molecular más elevado como comonómeros en su proceso en fase gaseosa. El producto polimérico y el gas se descargan intermitentemente del reactor y el gas se separa del polímero. El polímero, en forma pulverizada, es transportado luego por aire para su almacenamiento o hacia las máquinas de compresión. Du Pont de Canadá fue la primera en comercializar las resinas de LLDPE, produciéndolas mediante el proceso en disolución. En el proceso patentado de Dow, la polimerización ocurre en un reactor bien agitado a temperaturas de 150 a 300ºC y presiones de 3 a 5 MPa. Se alimentan continuamente etileno frío, disolvente, un catalizador tipo Ziegler y el comonómero en un reactor. Puede usarse y se usa una amplia gama de comonómeros. La familia Dowlex de resinas de LLDPE de Dow consiste en copolímeros de octeno. Las resinas Sclair de Du Pont de Canadá son copolímeros de buteno. Al reciclar el disolvente extraído de la corriente de polímero, se elimina el calor de reacción del recipiente donde se realiza. El polímero fundido sale del reactor y se extruye y comprime. Los aditivos
se añaden en la sección de alimentación del extrusor. El peso molecular del polímero se controla mediante la temperatura del reactor, la composición del catalizador y con terminadores de cadena. La densidad del polímero depende de la cantidad de comonómero alimentada al reactor. Los procesos en lecho fluidificado y en suspensión para el LLDPE se encuentran en varias etapas de desarrollo y tienen un uso limitado en Estados Unidos. Estos procesos son similares a los procesos en fase gaseosa y en disolución en los cuales los reactores operan a bajas presiones y el etileno, el comonómero y el catalizador se combinan con algún tipo de agitación. El costo de producción de una libra (medio kilogramo aproximadamente) de LLDPE mediante los diversos procesos comerciales es similar debido a que la materia prima, etileno, es el principal componente del costo de fabricación. También, se dice que los rendimientos de proceso son comparables. El proceso básico menos costoso es aquél donde se produce LLDPE pulverizado. Variables operacionales Las presiones y temperaturas del reactor varían dependiendo del proceso empleado. Se alimentan en forma continua etileno gaseoso, hidrógeno, un catalizador con titanio y un comonómero a un reactor de lecho fluidificado que opera a una presión de 2.1 MPa y 80-100ºC. En el proceso patentado de Dow, la polimerización ocurre en un reactor bien agitado a temperaturas de 150 a 300ºC y presiones de 3 a 5 MPa. Se alimentan continuamente etileno frío, disolvente, un catalizador tipo Ziegler y el comonómero en un reactor. Reactores Reactor de lecho fluidificado Catalizadores Catalizadores de metales de transición, en particular, Ziegler o el tipo de catalizador de Philips. Catalizador con titanio Catalizadores de metaloceno se etiqueta “mLLDPE”. Tecnología licenciante El proceso en lecho fluidificado en fase gaseosa inicialmente desarrollado por la Union Carbide para la producción de polietileno de alta densidad (high density polyethylene, HDPE) ha sido modificado para la producción de LLDPE. El LLDPE también se puede producir en plantas de polietileno de baja densidad y alta presión (low density polyethylene, LDPE) usando la tecnología de modificación retroactiva proporcionada (a nivel de Estados Unidos) por Arco y Dow.
