Post on 11-Feb-2018
7/23/2019 Il Polietilene (PE)
1/17
1
Anno accademico 2004-2005
Corso di
Tecnologia dei Polimeri
Prof.ssaSerena Esposito
IL POLIETILENE
Studente : Gianluca Mattaroccia Matricola: 08/02383
7/23/2019 Il Polietilene (PE)
2/17
2
Il Polietilene
Secondo la definizione della ISO ( International Standardization Organization), il
polietilene il polimero dell'etilene. Esso conosciuto con la sigla PE che sta ad
indicare una resina o una materia plastica o un prodotto termoplastico costituito
prevalentemente da etilene polimerizzato. Il polietilene deve esser chiamato
polietilene seguendo la nomenclatura IUPAC, ma ancora in uso anche il nome
polimetilene che pone in risalto il gruppo metilenico, CH2 , quale unit
fondamentale ripetuta in catena.
In commercio sono diffuse le sigle PE-HP (High Pressure) e PE-LP (Low Pressure)
che contraddistinguono due classi diverse di polimeri in base al metodo di
produzione, rispettivamente ad alta e bassa pressione. Vengono utilizzate anche le
sigle PE-LD (Low Density) e PE-HD (High Density), riferite alle differenze nelle
propriet e nelle applicazioni che caratterizzano le due classi di polimeri prodotte
rispettivamente con i due metodi suddetti.
Pi recentemente (1976) stato messo a punto un nuovo processo semplificato di
produzione del polietilene, a bassa pressione, che utilizza pressioni da 0,7 a 2 MPa e
una temperatura di circa 100 C. Il Polietilene cos ottenuto viene indicato come polietilene lineare a bassa densit (LLDPE linear-low-density-polyethylene) ed ha
una struttura a catena lineare con ramificazioni laterali corte ed inclinate.
Il polietilene trova impiego, quotidianamente, nelle applicazioni pi disparate: buste
per la spesa, cartoni per il latte, flaconi ricaricabili per cosmetici e detergenti, tutti
completati da disegni e informazioni utili. Ma non basta: anche i tubi per la
protezione dei cavi, i fogli protettivi contro l'umidit e la luce o le retine per iltrasporto della verdura sono realizzati in PE. Inoltre, per la produzione dei comuni
sacchetti per la spazzatura viene impiegato almeno il 50% di PE riciclato.
Polietilene. Un materiale eco-compatibile?
La sempre maggiore coscienza ambientale diffusa tra l'opinione pubblica non si
arresta, ovviamente, nemmeno davanti alle materie plastiche e quindi al polietilene. proprio per via del loro frequente impiego nel settore dell'imballaggio che le materie
7/23/2019 Il Polietilene (PE)
3/17
plastiche sono, spesso a torto, diventate il simbolo della moderna societ degli
sprechi. In questo senso, per, le materie plastiche moderne, in particolare il
polietilene, non devono affatto temere il confronto con altri materiali da imballo. Al
contrario, nella maggior parte dei casi, dal punto di vista ecologico, ne escono perfino
vincenti. Vediamo adesso quali vantaggi comporta lutilizo del polietilene dal punto
di vista applicativo.
Risparmio nel consumo di materie prime
Anche se le materie plastiche acquistano sempre maggiore importanza, la loro
produzione a livello mondiale
responsabile soltanto del 4% del
consumo annuo complessivo di petrolio.
Per la produzione mondiale di PE
occorre meno del 1,5% del consumo
annuo di prodotti minerali. Inoltre, nella
lavorazione del PE e di altre materie
plastiche, il petrolio si trasforma in
materiale resistente e pi volte
riciclabile, a differenza di quanto
avviene per il suo impiego a livello di
riscaldamento e combustibile, dove si
esaurisce completamente in un'unica combustione senza possibilit di riciclo.
3
Risparmio nella produzione
Anche in termini di effettiva
produzione e trasformazione, il
polietilene e altre materie plastiche
godono, dal punto di vistaambientale, di una posizione di
7/23/2019 Il Polietilene (PE)
4/17
4
favore rispetto ad altri materiali. Per effetto della bassa temperatura di lavorazione,
che si aggira sui 200-250 C, essi necessitano, rispetto ad altri materiali come ad
esempio il vetro (temperatura di lavorazione da 500 a 600 C) o l'acciaio (da 800 a
1000 C), di un quantitativo di gran lunga inferiore di combustibile.
Risparmio nel trasporto
Il polietilene e le altre materie plastiche contribuiscono in maniera ottimale a
soddisfare la crescente esigenza di materiali da imballo sempre pi leggeri.
Una bottiglia da un litro in PE pesa, ad esempio, soltanto 50 grammi, mentre la stessa
bottiglia da un litro, realizzata in
vetro, porta l'ago della bilancia sui
600 grammi. Con il PE il rapporto
tra il peso dell'imballo e quello del
contenuto di 1/20 mentre nel caso
del vetro non raggiunge nemmeno
1/2.
L'impiego di materie plastiche
consente quindi non solo di ridurre il peso
proprio del prodotto ma anche di diminuire
sensibilmente il numero di viaggi che gli
autocarri devono effettuare per la
distribuzione dei prodotti stessi.
Risparmio in fase di smaltimento
Sebbene le materie plastiche vengano spesso
considerate un prodotto tipico della nostra
societ dei consumi, va notato che oggi, in
Italia, i rifiuti in plastica rappresentano
soltanto il 14% circa di tutti i rifiuti
7/23/2019 Il Polietilene (PE)
5/17
5
domestici, mentre gli altri due materiali prevalentemente utilizzati per l'imballo, vale
a dire carta e vetro, rappresentano rispettivamente il 21% e il 3% del totale dei rifiuti.
Anche a livello di riciclaggio (Recycling) l'industria oggi costantemente alla ricerca
di nuove soluzioni per reinserire le materie plastiche nel ciclo di produzione
energetica e contribuire alla tutela ambientale.
Nel settore del PE sono essenzialmente due le modalit di riciclaggio adottate:
1. Riciclaggio materiale che prevede la raccolta del PE usato e la sua successivatrasformazione in nuovo granulato per la realizzazione di nuovi prodotti in PE.
2. Riciclaggio termico che si basa sull'utilizzo dell'energia contenuta nellaplastica di rifiuto.
Al termine del ciclo di un prodotto, l'energia del petrolio contenuta nel polietileneviene sfruttata nei forni per cemento o negli inceneritori di rifiuti al posto di materie
prime preziose come il carbone, il gas o il petrolio.
Anche in questa forma di combustione non vengono liberati gas o vapori tossici.
Per poter sfruttare l'enorme potere calorifico del PE sono oggi disponibili due
soluzioni tanto semplici quanto ragionevoli: per la produzione del cemento, dove
occorrono ingenti quantitativi di petrolio per l'azionamento dei forni; con unatonnellata di PE possibile ottenere lo stesso risultato come con una tonnellata di
petrolio. Allo stesso modo, possibile sfruttare l'elevato valore energetico dei
prodotti in PE anche negli inceneritori di rifiuti. Da qui scaturisce un duplice
vantaggio: in primo luogo, il PE usato viene eliminato in maniera ecocompatibile e,
contemporaneamente, si riduce sensibilmente il fabbisogno di petrolio, importante
materia prima. La tonnellata di petrolio, inizialmente impiegata per la realizzazionedei prodotti in PE, viene quasi sfruttata una seconda volta per la produzione di
cemento o per la generazione di teleriscaldamento.
Storia del Polietilene
Preparato per la prima volta nel 1898 da Van Pechmann per decomposizione del
diazometano, negli anni '30 cominci ad esser prodotto su larga scala, con il processodi polimerizzazione ad alta pressione, grazie agli studi di Gibson e Fawcett.
7/23/2019 Il Polietilene (PE)
6/17
6
Fu prodotto su vasta scala durante la seconda guerra mondiale per attrezzature
belliche. Nel 1953-54 vennero poi scoperti i tre sistemi catalitici per ottenere il
polietilene lineare ad alta densit: Ziegler, Phillips, Amoco. Negli anni '60 furono
messi a punto vari metodi per produrre diversi copolimeri.
Caratteristiche strutturali, propriet fisiche, chimiche e meccaniche
1. Caratteristiche strutturali. La molecola ideale di polietilene, priva cio diogni disturbo dovuto a terminali di catena, ramificazioni ecc., costituita da
una sequenza di gruppi metilenici con distanze tra gli atomi di carbonio di 1,53
ed angoli di 112. Essa pu presentare due diverse conformazioni isomere:
la trans, planare, in cui gli atomi di carbonio sono disposti a zig-zag (perch
langolo del legame covalente tra singoli legami carbonio-carbonio di circa
109) e la gauche, non planare, in cui esaminando quattro atomi di carbonio
successivi, il quarto forma un angolo di 120 al di sopra o al di sotto del piano
dei primi tre. Il Polietilene nella configurazione trans pu cristallizzare nel
sistema rombico con densit di 1,014 g cm3 a 25 C. I cristalli formano
aggregati sferici detti sferuliti. Il polimero amorfo ha invece densit di 0,855 g
cm3 ed trasparente; tale caratteristica importante per le applicazioni sotto
forma di film.
La densit correlabile con la percentuale di cristallinit del polimero, infatti,
il PE-HD (densit > 0,94 g cm3) ha molecola prevalentemente lineare e
presenta un elevato grado di cristallinit mentre il PE-LD (densit < 0,925 g
cm3) ha una struttura a catena ramificata che abbassa il suo grado di
cristallinit. Sulla densit influiscono anche i trattamenti termici subiti. Altre
propriet fisiche sono legate alla cristallinit: la durezza direttamente
proporzionale alla cristallinit, mentre la permeabilit lo inversamente.
I materiali termoplastici sono costituiti da catene di lunghezza molto differente,
ciascuna delle quali ha il proprio peso molecolare e grado di polimerizzazione.Quindi quando ci si riferisce alla massa molecolare di un materiale
7/23/2019 Il Polietilene (PE)
7/17
7
termoplastico si pu parlare di peso molecolare medio. Questi materiali
risultano liquidi oleosi per pesi molecolari compresi tra 103-104, poi solidi della
consistenza di cere morbide, quindi di cere fragili e, infine, solidi termoplastici
per p.m. superiore a 104. La cristallizzabilit bassa per p.m. molto bassi (a causa
dei disturbi indotti dai terminali di catena), raggiunge i massimi valori per p.m. 104-
105per scendere di nuovo con l'ulteriore crescita del p. m. (a causa dell'aggrovigliarsi
di catene molto lunghe). Il p.m. influisce anche sul coefficiente d'attrito che, a sua
volta, inversamente proporzionale alla resistenza all'abrasione. La distribuzione dei
p.m., a parit di p.m. medio, influisce invece su varie propriet meccaniche, quali la
resilienza, la resistenza allo scorrimento ecc.;
Il Polietilene uno dei polimeri idrocarburici pi impermeabili al vapore acqueo ed anche idrorepellente per la sua elevata tensione superficiale.
Propriet Polietilene a bassadensit
Polietilene ad altadensit
Densit (g/cm3) 0.92 - 0.93 0.95 0.96
Resistenza a trazione (MPa) 6 17 20 37
Allungamento (%) 550 600 20 120
Cristallinit (%) 65 95
Principali caratteristiche del polietilene a bassa e alta densit
2. Propriet fisiche e chimiche. Il Polietilene lineare ha una temperatura ditransizione vetrosa di -125 C (materiale gommoso e flessibile a temperaturaambiente), valore tra i pi bassi dei polimeri idrocarburici, e una temperatura di
fusione di 138 C. I polimeri ramificati (PE-LD) presentano, invece, transizione meno
brusca e temperatura di fusione pi bassa.Il Polietilene puro, sia di tipo HD che LD,
ha elevata costante dielettrica (2,28 per PE LD, 2,38 per PE HD) ed , perci, isolante.
Le propriet elettriche dipendono dalla composizione e sono, quindi, influenzate
dalla presenza di additivi, impurezze ecc.
7/23/2019 Il Polietilene (PE)
8/17
8
Il Polietilene ha resistenza chimica molto alta, non viene attaccato da alcoli n da
acidi non ossidanti, inoltre termicamente stabile: resiste a pirolisi
(decomposizione molecolare per effetto del calore) fino a temperature di 300-350
C. Non , per, resistente all'ossidazione, sia dovuta all'esposizione all'aria
soprattutto in presenza di radiazioni ionizzanti, sia dovuta al contatto con composti
ossidanti. Degradazioni ossidative si verificano anche a temperatura ambiente in pre-
senza di raggi UV e si manifestano con diminuzione di modulo e di allungamento a
rottura, cambiamento di colore, fragilit. In commercio sono disponibili numerosi
additivi stabilizzanti per aumentare la resistenza termica, all'ossidazione e
all'invecchiamento del polietilene.
Il composto pi efficace nella protezione all'irraggiamento UV il Carbon Black. Ilpolietilene un materiale completamente atossico e quindi adatto al trasporto
di acqua potabile o da potabilizzare. Esso , infatti, conforme alla normativa
igienico sanitaria delMinistero della Sanit (Circolare n 102 del 2/12/1978).
3. Propriet meccaniche.Tra le propriet meccaniche rivestono interesse applicativo ilfenomeno di scorrimento viscoso sotto carico (creep, il che vale a dire che la sua
deformazione sotto carico costante applicato a temperatura costante continua ad
aumentare nel tempo) e i fenomeni di infragilimento. Il Polietilene resiliente e
presenta frattura duttile, ma al di sotto di un p.m. critico (25.000 per PE LD) si ha
frattura fragile favorita da liquidi polari o determinata da fenomeni di ossidazione e di
degradazione. Le principali propriet meccaniche sono:a. Resistenza allAbrasione. Il polietilene ha una resistenza allabrasione
superiore a quella dellacciaio e delcemento; tale caratteristica lo rende
idoneo al trasporto di sostanze solide in acqua (fanghi) e a operazioni di
dragatura di sabbia e di ghiaia. Durante la posa in opera la superficie
esterna del tubo non deve essere, tuttavia, graffiata ed intagliata da
oggetti aguzzi: quindi opportuno maneggiare con cura le condotte per
7/23/2019 Il Polietilene (PE)
9/17
9
evitare di generare sulla superficie intagli di profondit elevata che
ridurrebbero le caratteristiche meccaniche della tubazione.
b.Elevata Flessibilit. Lelevata flessibilit del polietilene e la sua capacitdi riprendere la forma originaria, in seguito a deformazione, lo rendono
idoneo ad assorbire vibrazioni, urti e sollecitazioni dovute al movimento
del suolo e quindi adatto ad essere installato in aree instabili.
Tecniche di Polimerizzazione del Polietilene
Polimerizzazione radicalica.
La reazione di polimerizzazione a catena di monomeri come letilene in polimeri lineari
come il polietilene, possono essere suddivise nei seguenti stadi:
1. Iniziazione2. Propagazione3. Terminazione
Iniziazione
Per la polimerizzazione a catena delletilene possono essere utilizzati uno o pi tipi di
catalizzatori. Noi prenderemo in considerazione solo luso di perossidi organici che
agiscono formando dei radicali liberi. Un radicale libero un frammento di molecola con
un elettrone spaiato che pu legarsi covalentemente con un elettrone spaiato di unaltra
molecola. Vediamo come una molecola di perossido di idrogeno, H2O2, pu decomporsi
in due radicali liberi:
Elettrone Spaiato
H O O H 2H Ocalore
Perossido di Idrogeno Radicali liberi
Nella polimerizzazione a catena delletilene per mezzo di radicali liberi, un perossido
organico pu decomporsi allo stesso modo del perossido di idrogeno. Se R-O-O-R
rappresenta un perossido organico dove R un gruppo chimico, dopo il riscaldamento
7/23/2019 Il Polietilene (PE)
10/17
10
questo perossido pu decomporsi in due radicali liberi in modo del tutto simile al
perossido di idrogeno.
RO O R 2ROcalore
Radicali liberiPerossido di Idrogeno
Elettrone Spaiato
Supponiamo di utilizzare ilperossido di benzoile. Questo un perossido organico che si
usa per iniziare alcune polimerizzazioni a catena e si decompone in radicali liberi come
mostra la figura seguente:
O O O
COOC 2 CO
Elettrone Spaiato
Uno dei radicali liberi che si originano dalla decomposizione del perossido organico, pu
reagire con una molecola di etilene per formare un nuovo radicale libero a catena pi
lunga, come possiamo notare nella reazione seguente:
H H H H
RO + C = C ROCC
H H H H
calore
Radicali liberiPerossido di benzoile
Il radicale organico libero agisce quindi da catalizzatore di iniziazione della
polimerizzazione delletilene.
Propagazione
Il processo per il quale la catena polimerica viene estesa dalla successiva addizione di
unit monomeriche si chiamapropagazione. Il doppio legame che si trova allestremit di
un monomero etilene pu essere aperto dal radicale libero a lunga catena e legato
covalentemente ad esso. In tal modo la catena polimerica viene ulteriormente allungata
secondo la reazione:
7/23/2019 Il Polietilene (PE)
11/17
11
RCH2CH2 + CH2 = CH2RCH2CH2CH2CH2
Le catene polimeriche nella polimerizzazione a catena si accrescono spontaneamente
perch lenergia del sistema chimico viene abbassata dal processo di polimerizzazione a
catena. Cio la somma delle energie dei polimeri prodotti minore della somma delle
energie dei monomeri che hanno portato alla formazione di polimeri. Il grado di
polimerizzazione (DP) dei polimeri che si ottengono dalla polimerizzazione a catena
varia allinterno del materiale polimerico. Inoltre il grado di polimerizzazione varia fra i
materiali polimerici.
Terminazione
La terminazione pu avvenire mediante laddizione di un radicale libero o con la
combinazione di due catene. Unaltra eventualit che tracce di impurit possano
terminare la catena polimerica. La terminazione per addizione dovuta allunione di due
catene pu essere rappresentata con la reazione:
R(CH2CH2)m + R'(CH2CH2)n R(CH2CH2)m + (CH2CH2)n R'
Nel processo industriale di polimerizzazione radicalica ad alta pressione, letilene puro
( > 99 % , la purezza fondamentale per landamento del processo e le propriet del
polimero) viene compresso in due stadi: nel primo fino a 100-150 atm e nel secondo fino a
1000-3000 atm. Si aggiunge liniziatore (perossido o azocomposto) e si polimerizza in
autoclave a 150 - 300 C o in reattore tubolare a 250 - 300 C, con tempi di permanenza da20 s a 2 min; la conversione del 6 - 25 % . La miscela etilene/PE viene espansa in
due stadi per separare il gas che viene riciclato dal polimero fuso che va alla granulazione.
Occorre un adeguato controllo della temperatura per evitare la decomposizione delletilene,
essendo la reazione fortemente esotermica.
7/23/2019 Il Polietilene (PE)
12/17
12
Polimerizzazione cationica
In questo tipo di polimerizzazione vengono utilizzati gli acidi di Lewis (es. BF3 , AlCl3)
cio sostanze elettrofile. Lacido viene fatto reagire con lacqua ( intesa come reagente e
non come solvente ) per formare la specie cationica che successivamente attaccher il
monomero:
BF3 + H2O BF3OH+ [H +]
Fase di Iniziazione
[H +] + H2C CH2 H CH2C(+)
H
H
BF3OH
Fase di Propagazione
CH3C(+) + H2C CH2
CH3C + CH2C(+)
H
H
H
H
H
H
BF3OH
BF3OH
Fase di Terminazione
7/23/2019 Il Polietilene (PE)
13/17
13
CH C(+) BF3 OH
CH = CH2 + BF3 + H2O
H H
H
Polimerizzazione ionica
Nella polimerizzazione ionica si ipotizza che la reazione di inizio avvenga mediante
adsorbimento dell'oleina sul catalizzatore e successiva formazione di un legame di
coordinazione tra il menomer e il centro attivo elettrofilo.
Per la reazione di propagazione si ipotizza, nel caso del processo Ziegler, un meccanismo
di polimerizzazione anionico-coordinato, consistente nell'iterativo inserimento di molecole
di monomero tra centro attivo ed alchile. Per i processi Amoco e Phillips, oltre a tale
meccanismo, viene anche accettato un modello di propagazione ione-radicale legato:
un meccanismo radicalico, in cui, per, il radicale chimicamente legato alla superficie del
catalizzatore solido e pu propagarsi solo reagendo con molecole di monomero gi
adsorbite sulla superficie del catalizzatore stesso.
I meccanismi di terminazione sono: la dissociazione del centro attivo dalla macromolecola in
accrescimento; il trasferimento di catena col monomero (particolarmente importante nel
campo di temperature pi alte), il trasferimento di catena con l'idrogeno o con altri regolatori
di p.m. e infine, nel caso della polimerizzazione Ziegler, il trasferimento di catena con
l'alluminioalchile.
II sistema catalitico Ziegler costituito dalla combinazione di un composto elettrofilo di un
metallo di transizione e di un composto alluminioalchilico. Il pi tipico catalizzatore Ziegler
dato dalla combinazione di TiCL4 e Al(C2H5)3. Essendo molto attivo, viene usato inquantit minime.
7/23/2019 Il Polietilene (PE)
14/17
14
Il catalizzatore Phillips costituito da ossido di cromo o di nichel, supportati su silice-
allumina ad elevata area superficiale. E usato in misura dello 0,5% sul solvente.
Il catalizzatore Amoco consiste in ossido di molibdeno supportato su allumina mediante
coprecipitazione od impregnazione ed essiccamento.
Le condizioni di polimerizzazione pi usuali per i tre processi a bassa pressione sono le
seguenti:
Tipo di processo Temperatura [C] Pressione [C] Tipo di Processo
Ziegler 50 - 80 5 - 10 sospensione
Phillips 100 - 150 25 - 35 soluzione
Amoco 230 - 270 40 - 60 soluzione
I processi di polimerizzazione ionica consentono di preparare copolimeri con altre
-olefine. Particolarmente flessibili si sono dimostrati i sistemi catalitici tipo Ziegler-Natta,
coi quali si sono potuti ottenere copolimeri con svariati comonomeri, tra cui anche olefine
che non danno omopolimeri.
I processi per PE-HD si possono anche classificare in base
alle fasi presenti nel reattore in processi, in:
a. Sospensioneb. Soluzionec. Fase gassosa
Nei processi in soluzione, l'etilene e il comonomero sono disciolti in cicloesano o altro
solvente del polietilene. La reazione avviene sopra i 140-150 C, cio sopra il punto di
fusione del polietilene, a pressioni moderate. Il polimero tenuto in soluzione arriva al
massimo al 10-15% e i tempi di reazione sono brevi. Nei processi in sospensione (slurry), il
7/23/2019 Il Polietilene (PE)
15/17
15
polimero si separa dal diluente come particelle fini. I tempi di reazione sono piuttosto
lunghi (2-4 h). Nei processi in fase vapore, il polimero si forma sulle particelle di
catalizzatore in un letto fluido.
Il processo Ziegler comporta i seguenti stadi: polimerizzazione, allontanamento dei residui
catalitici dal polimero, separazione polimero-solvente, purificazione e riciclo del diluente,
essiccamento, granulazione del polimero in polvere. Il processo Phillips tradizionale opera
in soluzione in cicloesano con concentrazioni di etilene del 5-10%. La soluzione di PE dal
reattore viene espansa per allontanare l'etilene, centrifugata sotto pressione e filtrata per
togliere il catalizzatore; il solvente viene rimosso per stripping con vapore. Dopo
l'essiccamento, il PE viene additivato ed estruso. Nel processo Amoco, solvente,
catalizzatore, etilene ed eventuali comonomeri sono alimentati in continuo al reattore. Lasoluzione scaricata viene liberata mediante abbassamento di pressione dall'etilene non
reagito e centrifugata per separare i residui catalitici. Il polimero viene poi precipitato per
abbassamento di temperatura, liberato dal solvente per centrifugazione ed essiccato.
A partire dalla fine degli anni 60 sono stati realizzati a livello industriale processi che
impiegano catalizzatori di tipo Ziegler o Phillips, ma presentano rese in polimero rispetto
al catalizzatore talmente elevate da non richiedere l'allontanamento dei residui catalitici dalpolimero. Per questa via stato possibile ottenere dei sensibili risparmi tanto nei costi di
investimento quanto in quelli di esercizio.
I Copolimeri delletilene
Il processo ad alta pressione si presta alla produzione di copolimeri dell'etilene con monomeri
contenenti gruppi polari, come l'acetato di vinile, l'acrilato di etile o di butile e l'anidridemaleica. I copolimeri con acetato di vinile commercialmente disponibili sono i copolimeri
EVA. Sono in commercio anche i copolimeri con esteri acrilici, come etilene-acrilato di
etile (EEA). Altri copolimeri commerciali sono i cosiddetti ionomeri, in cui l'etilene
copolimerizzato con sali inorganici dell'acido metracrilico.
Caratteristiche commerciali
7/23/2019 Il Polietilene (PE)
16/17
16
Il Polietilene disponibile commercialmente sotto forma di granuli incolori, translucidi,
inodori, oppure di polveri bianche, inodori,-insapori, o di semilavorati (film, fibre,,lastre,
tubi) e di vari altri manufatti. Dal 1965 il Polietilene ha superato il polivinilcloruro e la sua
produzione in continuo sviluppo.
Sicurezza e tossicit
Lamanipolazione, il trasporto e l'uso del Polietilene, non presentano normalmente rischi o
pericoli. La facile combustibilit pu essere .un inconveniente in molte applicazioni, in
particolare nei, settori dell'edilizia, dell'arredamento (mobili), e dei trasporti.. Sono state
messe a punto dai produttori formulazioni autoestinguenti che impiegano come additivi
composti alogenati, sesquiossido di antimonio e altri composti ignifughi. Vi sono norme che
consentono di misurare il grado di combustibilit di semilavorati e di manufatti di po-
lietilene.
Un altro aspetto che coinvolge un certo grado di pericolosit l'elettrostaticit del
polimero: in talune lavorazioni (come l'estrusione di film piani, la lavorazione in
calandra, ecc.) possono verificarsi accumuli localizzati di cariche elettriche. In particolari
circostanze l'improvvisa scarica dell'elettricit statica pu provocare incendi o altridanni. Speciali additivi possono conferire antistaticit al polimero.
Anche la manipolazione delle polveri pu presentare dei pericoli, in quanto esse formano
miscele esplosive con l'aria, in particolare se la granulometria del polimero molto fine.
Sotto il profilo della tossicit, il polietilene di per s biologicamente inerte. Gli additivi,
normalmente sempre presenti nei prodotti industriali, cosi come i residui catalitici ed altre
impurezze occasionali o legate al processo di produzione, possono non essere del tuttoinnocui ai fini tossicologici. Precise norme di legge stabiliscono quali sono gli additivi
tollerati per i polimeri da usarsi per contenitori di prodotti alimentari e stabiliscono pure
altri criteri di ammissibilit a tale impiego, come il livello massimo di sostanze estraibili
con solventi diversi.
Impieghi e tecnologie di trasformazione
7/23/2019 Il Polietilene (PE)
17/17
17
Il PE-LD viene trasformato quasi esclusivamente con tecnologie di estrusione e, in
particolare per la produzione di film e fogli, che rappresentano oltre la met dei consumi
totali, mentre il PE-HD viene trasformato in oggetti finiti sostanzialmente secondo due
tecnologie: lestrusione-soffiaggio, con la quale si producono corpi cavi (in particolare
bottiglie), e lo stampaggio ad iniezione (per cestelli per il trasporto di bottiglie). Le
tecnologie di (limatura per soffiaggio e di estrusione-soffiaggio sono di fatto quasi esclusive
del PE.
La trasformazione in film del PE avviene quasi esclusivamente per mezzo della tecnologia
del film tubolare soffiato. Trattamenti superficiali di film, con una fiamma o con scariche
elettriche, lo rendono ricettivo a speciali inchiostri, e si hanno cos film stampabili. Dal film
tubolare si producono sacchetti e confezioni di diverso genere, tra cui quantitativamenteimportanti quelli per il contenimento di prodotti alimentari. Il film PE a. d., per la maggiore
rigidit, viene prodotto in spessori anche molto sottili (di alcuni micrometri) e viene adope-
rato in sostituzione della carta oleata, per il confezionamento di fiori, ecc.
La trasformazione in corpi cavi (particolarmente bottiglie) viene effettuata con la
tecnologia dell'estrusione-soffiaggio, che ricorda da vicino quella impiegata da secoli per la
produzione di bottiglie di vetro. Dal PE-HD si ottengono bottiglie rigide anche conspessori molto modesti, il cui impiego preminente per contenere detergenti. Dal PE-LD
si ottengono bottiglie meno rigide, pi elastiche, facilmente strizzabili a mano per farne
fuoriuscire il contenuto (squeeze bottles). La tecnologia si presta bene per preparare corpi
cavi di dimensioni anche rilevanti: si producono fusti, cisterne, serbatoi, di capacit fino a
200 litri.