Polietilén

Kémiai azonosítók
Polietilén
Polietilén
IUPAC-név	polietén vagy poli(metilén)
CAS-szám	9002-88-4
Kémiai és fizikai tulajdonságok
Kémiai képlet	(C₂H₄)_x
Sűrűség	0,941 g/cm³, HDPE 0,926 g/cm³, MDPE 0,915 g/cm³, LDPE
Olvadáspont	105–115 °C, LDPE 120–130 °C, MDPE, HDPE
Ha másként nem jelöljük, az adatok az anyag standardállapotára (100 kPa) és 25 °C-os hőmérsékletre vonatkoznak.

A polietilén (IUPAC név: polietilén vagy poli(metilén)) (rövidítése: PE) a legszélesebb körben használt műanyag. A legnagyobb felhasználója a csomagolóipar (műanyag hordtáskák).

Előállítása

Az etilén (C₂H₄) közönséges nyomáson és hőmérsékleten gáz halmazállapotú anyag. Polimerizációval hosszú láncmolekulákból álló, szilárd halmazállapotú polietilént állítanak elő adott üzemi körülmények között a következő reakció szerint:n H2C=CH2--> [-H2C-CH2-]n etilén polietilén
Az etilén molekula (C₂H₄) két CH₂ csoport egy kettős kötéssel egymáshoz kapcsolva CH₂=CH₂:
A polietilén az etilén polimerizációjaként jön létre. A polimerizáció végbemehet gyökösen, anionosan és kationosan is, mivel az etilénnek nincsen semmilyen szubsztituens csoportja, amely negatívan befolyásolná a láncnövekedést.

Osztályozása

A polietilénből készült termékek mechanikai tulajdonságait a molekulatömeg, a kristályosság, az elágazottság mértéke és típusa (rövid vagy hosszú láncú elágazások) nagyban befolyásolják, emiatt a polietilént a sűrűsége és a polimer láncok elágazottsága alapján több kategóriába szokták sorolni.

Nagy sűrűségű polietilén (HDPE)

A HDPE (angolul: high-density polyethylene; más néven: kemény polietilén, röviden: KPE) sűrűsége legalább 0,941 g/cm³. A HDPE-ben kevesebb az elágazás, így erősebb intermolekuláris kölcsönhatások jönnek létre; a szakítószilárdsága magasabb. A HDPE-t króm/szilícium-dioxid, Ziegler-Natta vagy metallocén katalizátorokkal szokták előállítani. A HDPE-t leggyakrabban termékek csomagolására, italos palackok, tisztítószeres flakonok, margarinos dobozok, szemetes konténerek és vízvezetékek előállítására használják.

Közepes sűrűségű polietilén (MDPE)

Az MDPE sűrűsége 0,926-0,940 g/cm³ között változik. A HDPE-hez hasonló módon ezt a polietilént is króm/szilícium-dioxid, Ziegler-Natta vagy metallocén katalizátorokkal szokták előállítani. A HDPE-nél ütésállóbb és kevésbé repedezik. Az MDPE-ből leggyakrabban gázvezeték, szerelvény, zsák, zsugorfólia, csomagolási fólia és hordtáska készül.

Kis sűrűségű polietilén (LDPE)

Az LDPE sűrűsége 0,915-0,925 g/cm³ között változik. Az LDPE-nél a polimer láncoknak magas az elágazottsága (átlagosan a szénatomok 2%-án található elágazás), ennek köszönhetően az intermolekuláris kölcsönhatások gyengébbek, leginkább csak pillanatnyi dipól vagy indukált dipól kölcsönhatások jelentkeznek. Ez okozza, hogy az LDPE-nek kisebb a szakítószilárdsága, viszont a hajlékonysága magasabb. Az LDPE-t szabad gyökös polimerizációval állítják elő. Az LDPE-t leggyakrabban fóliának és műanyag zacskónak szokták használni.

Térhálós polietilén (XLPE/PEX)

Az XLPE/PEX (angolul: cross-linked polyethylene; magyarul: térhálós polietilén, röviden: THPE) általában közép- és nagyfeszültségű kábelek köpenyeként alkalmazzák. Használhatósági hőmérséklet-tartománya -50 °C és +90 °C közé esik. Előnye a magas hőmérsékleten való tartós üzemelés, akár hidegtűrés mellett is.^[1]

Kopolimerek

Az etilént széles körben lehet kopolimerizálni, leggyakrabban alfa-olefinekkel, viszont számos egyéb monomerrel és olyan ionos rendszerekkel is, amelyek képesek ionizált szabad gyökök létrehozására. Gyakori kopolimerek pl. az etilén-vinil-acetát (EVA) és számos akrilát-etilén kopolimer.