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Polietileno de alta densidad - polimerización, aplicaciones



Polietileno de alta densidad
El polietileno de alta densidad es un polímero de la familia de los polímeros olefínicos (como el polipropileno), o de los polietilenos. Es un polímero termoplastico conformado por unidades repetitivas de etileno. Se designa como HDPE (por sus siglas en inglés, High Density Polyethylene) o PEAD (polietileno de alta densidad). Este material se encuentra en envases plasticos desechables.
Historia
El polietileno fue descubierto por químicos britanicos en 1933.
Las primeras aplicaciones del polietileno se basaron en sus excelentes propiedades eléctricas, y hasta el año 1945 su uso como aislante en los cables submarinos y otras formas de recubrimiento de conductores absorbió la mayor parte del material fabricado. Hasta el año 1949 se pensaba, en los medios de la especialidad, que el etileno solamente se podía polimerizar a alta presión. Entonces encontró el profesor Karl Ziegler, en los años 1949-1955, un camino completamente nuevo para la obtención del polietileno a la presión normal.Cuando se inyecta etileno en una suspensión de etilato de aluminio y éster titanico en un aceite, se polimeriza el etileno con desprendimiento de calor y forma un producto macromolecular. De esta manera se pueden unir en una macromolécula mas de 100.000 monómeros (frente a los 2.000 monómeros en el método de la alta presión). El polietileno de alta densidad fue en principio desarrollado para empaquetar como film antes de utilizarse como botella de leche en 1964. Debido a las ventajas que tiene por sus propiedades tanto en precio como en resistencia química y mecanica frente a otros productos, su uso ha crecido enormemente en muchasaplicaciones.


Obtención
La obtencion del HDPE se hace mediante un proceso de polimerizacion Ziegler-Natta, que es un proceso de polimerización catalítica (catalizador de Ziegler-Natta). Hay tres procesos comerciales importantes usados en la polimerización del HDPE: los procesos en disolución, en suspensión y en fase gaseosa.
Los catalizadores usados en la fabricación del HDPE, por lo general, son o del tipo óxido de un metal de transición o del tipo Ziegler - Natta. En este proceso se utiliza un solvente el cual disuelve al monómero, al polímero y al iniciador de la polimerización. Al diluir el monómero con el solvente se reduce la velocidad de polimerización y el calor liberado por la reacción de polimerización es absorbido por el disolvente. Generalmente se puede utilizar benceno o clorobenceno como solventes. En la polimerización en masa se polimeriza sólo el monómero, por lo general en una fase gaseosa o líquida, si bien se realizan también algunas polimerizaciones en estado sólido. Esta es una polimerización directa de monómeros en un polímero, en una reacción en la cual el polímero permanece soluble en su propio monómero. Adicionalmente, con los catalizadores de Phillips (triódixo de cromo), se produce HDPE con muy alta densidad, y de cadenas rectas.
La tecnología relacionada con el bronce fue desarrollada en el Próximo Oriente a finales del IV milenio a.C.,2 fechandose en Asia Menor antes del 3000 a. C.; en la antigua Greciase comenzó a utilizar a mediados del III milenio a. C.; en Asia Central el bronce se conocía alrededor del 2000 a. C., en Afganistan, Turkmenistan e Iran, aunque en China no comenzó a usarse hasta 1800 a. C., adoptandolo la dinastía Shang.

Edad de hierro.
La Edad de Hierro es el período en el cual se descubre y populariza el uso del hierro como material para fabricar armas y herramientas. En algunas sociedades antiguas, las tecnologías metalúrgicas necesarias para poder trabajar el hierro aparecieron en forma simultanea con otros cambios tecnológicos y culturales, incluyendo muchas veces cambios en la agricultura, las creencias religiosas y los estilos artísticos, aunque este no ha sido siempre el caso.
La Edadde Hierro es el último de los tres principales períodos en el sistema de las tres edades, utilizado para clasificar las sociedades prehistóricas, y esta precedido por la Edad de Bronce. La fecha de su aparición, duración y contexto varía según la región estudiada. La primera aparición conocida de sociedades con el nivel cultural y tecnológico correspondiente a la Edad de Hierro se da en el siglo XII a. C. en varios lugares:
* en el antiguo Oriente Próximo,
* en la antigua India (con la civilización védica, en la época previa a la composición del Rig-veda) y
* en Europa, durante la Edad Oscura griega.
En otras regiones europeas, el inicio de la Edad de Hierro fue muy posterior; no se desarrolló en Europa central hasta el siglo VIII a. C., y hasta el siglo VI a. C. en el norte de Europa. En Africa el primer exponente conocido del uso del hierro mediante fundición y forja se da en la cultura Nok, en la actual Nigeria, hacia el siglo XI a. C.1 2
La Edad de Hierro también acabó en periodos distintos dependiendo de la región:
* en la zona del mar Mediterraneo, con el inicio de la tradición histórica durante el periodo helenístico y el Imperio romano
* en la India, con la llegada del budismo y el jainismo (siglo VII a. C)
* en China, con el inicio del confucianismo
* en el norte de Europa se mantuvo hasta la Alta Edad Media.


Polimerización
El polietileno de alta densidad es un polímero de adición, conformado por unidades repetitivas de etileno. En el proceso de polimerización, se emplean catalizadores tipo Ziegler-Natta, y el Etileno es polimerizado a bajas presiones, mediante radicales libres.
Estructura química
El polietileno de alta densidad es un polímero cuya estructura es lineal, sinramificaciones.
Características del polietileno de alta densidad
El polietileno de alta densidad es un polímero que se caracteriza por
1. Excelente resistencia térmica y química.
2. Muy buena resistencia al impacto.
3. Es sólido, incoloro, translúcido, casi opaco.
4. Muy buena procesabilidad, es decir, se puede procesar por los métodos de conformado empleados para los termoplasticos, como inyección y extrusión.
5. Es flexible, aún a bajas temperaturas.
6. Es tenaz.
7. Es mas rígido que el polietileno de baja densidad.
8. Presenta dificultades para imprimir, pintar o pegar sobre él.
9. Es muy ligero.
10. Su densidad es igual o menor a 0.952 g/cm3.
11. No es atacado por los acidos, resistente al agua a 100ºC y a la mayoría de los disolventes ordinarios.
Procesos de conformado
Se puede procesar por los métodos de conformado empleados para los termoplasticos, como son: moldeo por inyección, rotomoldeo, extrusión y compresión.

Aplicaciones
Algunas de sus aplicaciones son:
* Bolsas plasticas.
* Envases de alimentos, detergentes, y otros productos químicos.
* Artículos para el hogar.
* Juguetes.
* Acetabulos de prótesis femorales de caderas.
* Dispositivos protectores (cascos, rodilleras, coderas).
* Impermeabilización de terrenos (vertederos, piscinas, estanques, pilas dinamicas en la gran minería).
* Empaques para partes automotrices.
* Charolas (trays) termo formados con la forma geométrica de la parte a contener.
* Tarimas.
* ush (Pallets).
Bibliografía
Handbook of Polyethylene, Andrew J Peacock
Plastics Materials, John Brydson

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