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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
TextosCientificos.com