Todo lo que usted necesita saber sobre el polietileno (PE)



¿Qué es el PE y para qué se utiliza?
 
El polietileno es un polímero termoplástico con una estructura cristalina variable y un rango extremadamente amplio de aplicaciones dependiendo del tipo particular. Es uno de los plásticos más producidos en el mundo (decenas de millones de toneladas se producen en todo el mundo cada año). Los científicos alemanes e italianos Karl Ziegler y Giulio Natta desarrollaron en los años cincuenta el proceso comercial (los catalizadores de Ziegler-Natta) que hicieron del EP un éxito.

Hay una amplia gama de aplicaciones para el polietileno en el que ciertos tipos son más o menos adecuados. En general, el polietileno de alta densidad (HDPE) es mucho más cristalino, tiene una densidad mucho mayor, y se utiliza a menudo en circunstancias completamente diferentes que el polietileno de baja densidad (LDPE). Por ejemplo, LDPE es ampliamente utilizado en envases de plástico, tales como para bolsas de comestibles o envoltura de plástico. HDPE por el contrario tiene aplicaciones comunes en la construcción (por ejemplo en su uso como tubo de desagüe). Polietileno de peso molecular ultra alto (UHMW) tiene aplicaciones de alto rendimiento en cosas tales como dispositivos médicos y chalecos antibalas.

Todo lo que usted necesita saber sobre el polietileno (PE)
Todo lo que usted necesita saber sobre el polietileno (PE)
 
¿Cuáles son los diferentes tipos de polietileno?

 
El polietileno comúnmente se clasifica en uno de varios compuestos principales de los cuales los más comunes incluyen LDPE, LLDPE, HDPE, y Polipropileno de Peso Molecular Ultra Alto. Otras variantes incluyen polietileno de densidad media (MDPE), polietileno de peso molecular ultra bajo (ULMWPE o PE-WAX), polietileno de alto peso molecular (HMWPE), polietileno reticulado de alta densidad (HDXLPE), reticulado Polietileno (PEX o XLPE), polietileno de muy baja densidad (VLDPE) y polietileno clorado (CPE).

  • El polietileno de baja densidad (LDPE) es un material muy flexible con propiedades de flujo muy únicas que lo hace particularmente adecuado para aplicaciones de película de plástico como bolsas de la compra. El LDPE tiene alta ductilidad pero baja resistencia a la tracción que es evidente en el mundo real por su propensión a estirarse cuando se tensa.

  • El polietileno lineal de baja densidad (LLDPE) es muy similar al LDPE con la ventaja añadida de que las propiedades del LLDPE pueden alterarse ajustando los constituyentes de la fórmula y que el proceso general de producción de LLDPE suele consumir menos energía que el LDPE.

  • El polietileno de alta densidad (HDPE) es un plástico fuerte, de alta densidad, moderadamente rígido, con una estructura altamente cristalina. Se utiliza con frecuencia como un plástico para los cartones de leche, detergente para la ropa, cubos de basura y tablas de cortar.

  • Polietileno de Peso Molecular Ultra Alto (UHMW) es una versión extremadamente densa de polietileno con pesos moleculares típicamente un orden de magnitud mayor que HDPE. Puede ser hilado en hilos con resistencias a la tracción muchas veces mayores que el acero y frecuentemente se incorpora en equipos de alto rendimiento como chalecos antibalas.

    Todo lo que usted necesita saber sobre el polietileno (PE)
    Todo lo que usted necesita saber sobre el polietileno (PE)
     
¿Cuáles son las características del polietileno?
 
Ahora que sabemos para qué se utiliza, vamos a examinar algunas de las propiedades clave del polietileno. PE está clasificado como un termoplástico (en contraposición a "termoestable"), y el nombre tiene que ver con la forma en que el plástico responde al calor. Los materiales termoplásticos se vuelven líquidos en su punto de fusión (110-130 grados Celsius en el caso de LDPE y HDPE respectivamente). Un atributo útil importante sobre los termoplásticos es que pueden ser calentados hasta su punto de fusión, enfriados y recalentados de nuevo sin degradación significativa. En lugar de quemar, los termoplásticos como el polietileno licuado, que les permite ser fácilmente [moldeado por inyección] y luego posteriormente reciclados. Por el contrario, los plásticos termoestables sólo pueden calentarse una vez (típicamente durante el proceso de moldeo por inyección). El primer calentamiento hace que los materiales termoendurecibles se ajusten (similar a un epóxido de 2 partes) dando como resultado un cambio químico que no puede ser invertido. Si trató de calentar un plástico termoestable a una temperatura alta por segunda vez, simplemente se quemaría. Esta característica hace que los materiales termoestables sean candidatos pobres para el reciclaje.

Diferentes tipos de polietileno exhiben amplia variabilidad en sus estructuras cristalinas. Cuanto menos cristalino (más amorfo) es un plástico, más demuestra una tendencia a suavizarse gradualmente (es decir, tienen un intervalo más amplio entre su temperatura de transición vítrea y su punto de fusión). Los plásticos cristalinos, por el contrario, exhiben una transición bastante aguda del sólido al líquido.

El polietileno es un homopolímero en el sentido de que está compuesto por un único constituyente monomérico (en este caso etileno: CH2 = CH2).

¿Por qué se utiliza el polietileno con tanta frecuencia?

 
El polietileno es un producto plástico increíblemente útil. Debido a la diversidad de variantes de PE se incorpora en una amplia gama de aplicaciones. A menos que sea necesario para una aplicación específica, normalmente no usamos polietileno como parte del proceso de diseño en Creative Mechanisms. Para algunos proyectos, una parte que eventualmente se producirá en masa en PE puede ser prototipo con otros materiales más prototipo amigables como el ABS.

PE no está disponible como material imprimible en 3D. Puede ser CNC mecanizado o formado vacío.

¿Cómo se hace el PE?

 
El polietileno, al igual que otros plásticos, comienza con la destilación de combustibles hidrocarbonados (etano en este caso) en grupos más ligeros denominados "fracciones", algunos de los cuales se combinan con otros catalizadores para producir plásticos (típicamente mediante polimerización o policondensación). Usted puede leer sobre el proceso en más profundidad aquí.

PE para desarrollo de prototipos en máquinas CNC e impresoras 3D:

PE está disponible en chapa, barras, e incluso formas especiales en una multitud de variantes (LDPE, HDPE, etc.), lo que lo convierte en un buen candidato para procesos de mecanizado sustractivo en un molino o torno. Los colores suelen estar limitados a blanco y negro.

PE no está actualmente disponible para FDM o cualquier otro proceso de impresión 3D (al menos no de los dos principales proveedores: Stratasys y 3D Systems). PE es similar a PP en que puede ser difícil de prototipo con. Usted está bastante atrapado con el mecanizado CNC o la formación de vacío si es necesario utilizarlo en su proceso de desarrollo de prototipos.

¿Es PE tóxico?

 
En forma sólida, no. De hecho, el polietileno se utiliza a menudo en la manipulación de alimentos. Puede ser tóxico si se inhala y / o se absorbe en la piel o en los ojos como vapor o líquido (es decir, durante los procesos de fabricación). Tenga cuidado y siga atentamente las instrucciones de manipulación del polímero fundido en particular.

¿Cuáles son las desventajas del polietileno?

 
El polietileno es generalmente más caro que el polipropileno (que puede utilizarse en aplicaciones de partes similares). PE es la segunda mejor opción para vivir bisagras, detrás de PP en el número uno.

¿Cuáles son las propiedades de PE?

Propiedad
Valor
Nombre técnico
Polietileno (PE) (a.k.a. polietileno, polietileno o polimetileno)
Fórmula química
(C2H4)n
Temperatura de fusión
LDPE: 110 °C (230 °F)
HDPE: 130 °C (266 °F) **
Temperatura típica de moldeo por inyección
LDPE*** & HDPE****: 21 - 66 °C (70 - 150 °F)
Temperatura de Deflexión de Calor (HDT)
85 °C (185 °F) at 0.46 MPa (67 PSI) **
Resistencia a la tracción
LDPE:  7 MPa (1000 PSI) ***
HDPE: 20 MPa (2900 PSI) ****
Fuerza flexible
LDPE:  6 MPa (800 PSI) ***
HDPE: 21 MPa (3000 PSI) ****
Gravedad específica
LDPE: 0.92 ***
HDPE: 0.95 ****
Tasa de reducción
LDPE: 2.4 - 3.1 % (.024 - .031 in/in) ***
HDPE: 1.7 - 2.9% (0.017 - 0.029 in/in)****

0 comentarios: