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Polietileno de baixa densidade (LDPE) vs. polietileno de alta densidade (HDPE) vs. polietileno (PE)
O polietileno de baixa densidade, LDPE, é um polímero termoplástico fabricado a partir do monómero etileno. É um plástico altamente ramificado, o que lhe confere uma baixa densidade e menor dureza, rigidez e temperatura de fusão. temperatura de fusão temperatura.
O PEBD foi produzido pela primeira vez em 1933 pelo Dr. John C. Swallow e M.W. Perrin da Imperial Chemical Industries (ICI), utilizando um processo de alta pressão através da polimerização por radicais livres. Esta produção requer calor e pressão e é efectuada em autoclaves ou reactores tubulares em grandes lotes.
Apesar da concorrência de polímeros mais modernos, o PEBD continua a ser um plástico importante. É utilizado numa vasta gama de aplicações, incluindo recipientes de plástico, tubos, artigos domésticos, invólucros de baterias, peças automóveis, componentes eléctricos, películas, embalagens, isolamento e dispositivos médicos.
Devido à sua flexibilidade, baixa cristalinidade e cristalinidade resistência à humidade e à corrosão. É um polímero transparente, inodoro e 100% reciclável, utilizado em produtos como sacos de alimentos e de lixo, filmes, embalagens, bandejas, anéis de seis embalagens para latas de bebidas, tubos, próteses, garrafas de lavagem, tampas de gelo e moldes de extrusão.
EIGENSCHAFTEN | LDPE | HDPE | POLYETHYLEN |
|---|---|---|---|
| Dichte: | Niedrig (0,910–0,940 g/cm3) | Hoch (0,941–0,965 g/cm3) | 0.915–0.96 g/cm3 |
| Struktur: | Verzweigt | Linear | Verzweigt/Linear/Cross-linked |
| Transparenz: | Transparent | Opaq | Transparent/Opaq |
| Härte: | Niedrig | Hoch | Niedrig bis Hoch (Kommt auf die Polyethylen-Sorte an) |
| Flexibilität: | Hoch | Niedrig | Hoch bis Niedrig (Kommt auf die Polyethylen-Sorte an) |
| Schmelztemperatur: | Niedrig (beginnt bei 105°C zu schmelzen) | Hoch (beginnt bei 125°C zu schmelzen) | Unterschiedlich (Kommt auf die Polyethylen-Sorte an) |
| Anwendungen: | Folien, Verpackungen, Behälter | Rohre, Flaschen, Behälter, Verschlüsse | Verschiedene, je nach Struktur |
A cristalinidade do LDPE
O LDPE é um polímero altamente ramificado com baixa cristalinidade. A sua elevada ramificação confere-lhe uma baixa densidade, bem como uma menor dureza, rigidez e temperatura de fusão em comparação com outros tipos de polietileno.
Devido à sua baixa cristalinidade, o LDPE é um polímero amorfo, o que significa que não tem uma estrutura cristalina regular. Em vez disso, consiste num arranjo irregular de cadeias de polímeros, resultando numa estrutura amorfa e não cristalina.
Esta baixa cristalinidade confere ao PEBD a sua flexibilidade e resistência caraterísticas, o que o torna adequado para aplicações como películas, embalagens e contentores. A cristalinidade do PEBD pode ser analisada utilizando um Calorímetro Exploratório Diferencial (DSC) que mede a quantidade de calor que um material absorve ou liberta durante um aumento de temperatura controlado, permitindo determinar os pontos de fusão e de amolecimento e analisar as transições de fase.
Como o PEBD tem uma baixa cristalinidade, funde a temperaturas mais baixas do que os polímeros altamente cristalinos, o que o torna adequado para a moldagem por injeção e outras técnicas de processamento.
O ponto de fusão do polietileno de baixa densidade
O ponto de fusão do LDPE situa-se entre 105 e 115°C, o que o caracteriza pela sua baixa densidade e elevada flexibilidade. A temperatura de fusão do PEBD pode ser medida utilizando um Calorímetro Exploratório Diferencial (DSC), que mede a quantidade de calor que um material absorve ou liberta durante um aumento de temperatura controlado, permitindo a determinação dos pontos de fusão e de amolecimento.
O PEBD é um material muito flexível com propriedades de fluxo únicas que é particularmente adequado para aplicações como sacos de compras e outras películas de plástico. Um exemplo notável disto é a produção de película retrátil.
Na produção destas películas, o LDPE é normalmente aquecido a temperaturas próximas do seu ponto de fusão, frequentemente a cerca de 110 °C. Neste estado, o material torna-se elástico e fácil de moldar. Depois de a película ser moldada como desejado, é rapidamente arrefecida para fixar a sua estrutura.
Se a película retrátil de PEBD for exposta a uma fonte de calor, por exemplo, uma pistola de calor, começa a encolher a temperaturas de cerca de 90 °C a 110 °C. Este processo de encolhimento cria uma embalagem apertada e protetora para os produtos. Este processo de encolhimento cria uma embalagem apertada e protetora para os bens.
A estabilidade térmica do LDPE
O polietileno de baixa densidade é termicamente estável na gama de temperaturas de -50 a 85°C, na ausência de oxigénio até uma temperatura de 290°C. A esta temperatura começa a decompor-se . Aí começa a decompor-se e forma produtos termoplásticos de peso molecular inferior.
Acima de 350°C, formam-se mais produtos gasosos, que contêm principalmente buteno em vez de etileno.
A estabilidade térmica do LDPE permite a sua utilização em aplicações quotidianas, por exemplo, na produção de película aderente para a conservação de alimentos, uma vez que pode suportar uma vasta gama de temperaturas sem se degradar. As películas adesivas de PEBD protegem eficazmente os alimentos do ar e da humidade e prolongam o seu prazo de validade.
Devido às propriedades térmicas do LDPE, esta película pode ser utilizada com segurança no micro-ondas sem derreter ou degradar, desde que não seja exposta a temperaturas extremas. Também adere facilmente a si própria e a outros materiais, formando uma barreira eficaz contra influências externas e preservando o sabor dos alimentos.
A temperatura de transição vítrea do polietileno de baixa densidade
A temperatura de transição vítrea (Tg) do LDPE é de cerca de -100 graus Celsius. Abaixo desta temperatura, o LDPE encontra-se num estado duro e rígido.
Acima da Tg, o LDPE torna-se macio e borrachoso. A temperatura de transição vítrea é um parâmetro importante que influencia as propriedades mecânicas e a processabilidade do PEBD.
A Tg pode ser medida através de vários métodos, incluindo análise termomecânica (TMA) e calorimetria diferencial de varrimento (DSC).
Com um DIL L75 ou um TMA pode ser utilizado para medir as propriedades mecânicas, tais como a resistência e a moldabilidade do material. A Tg é um parâmetro importante que determina a processabilidade e as possibilidades de aplicação do LDPE.
Vários tipos de LDPE
Os diferentes tipos de PEBD, que variam devido a diferenças no peso molecular e na ramificação, resultam em produtos com diferentes propriedades físicas e áreas de aplicação.
Seguem-se alguns exemplos específicos de produtos LDPE e uma explicação das suas propriedades especiais:
Sacos de compras:
- Os sacos de compras feitos de LDPE são omnipresentes nos supermercados e lojas. Oferecem uma boa combinação de resistência e flexibilidade, permitindo-lhes transportar uma variedade de artigos em segurança. A sua flexibilidade, devido à baixa densidade e à temperatura de transição vítrea do
PEBD , permite que sejam facilmente dobrados e guardados. São também geralmente resistentes aos rasgões, o que se deve à resistência à tração do PEBD utilizado.
Brinquedos:
- Muitos brinquedos para crianças, especialmente os que exigem uma certa flexibilidade, como os brinquedos de banho ou as bolas, são fabricados em PEBD. A resistência química do
PEBD garante que estes brinquedos não são facilmente danificados pelo contacto com a água ou a saliva. Beneficia também da suavidade e flexibilidade do PEBD, o que minimiza o risco de ferimentos.
Bainhas de cabos:
- O LDPE é frequentemente utilizado para o isolamento de cabos eléctricos, principalmente devido às suas propriedades de isolamento elétrico. O revestimento de PEBD protege os condutores internos de danos físicos e evita curto-circuitos. Como o PEBD também é flexível, os cabos podem ser facilmente dobrados e instalados sem que o material se rasgue ou deforme.
Revestimentos de PEBD:
- Utilizado para caixas de leite de papel revestido e copos para bebidas quentes e frias.
Garrafas LDPE:
- Utilizado para alguns frascos de espremer (mel, mostarda), recipientes para alimentos e tampas de recipientes.
