Caratteristiche
Il polietilene ad alta densità, formula chimica (C2H4)n, di aspetto solido bianco in varie forme, (spesso abbreviato come HDPE, dall'inglese high-density polyethylene) è un polimero termoplastico ricavato dal petrolio appartenente alla famiglia delle poliolefine.
Il polietilene si presenta gradevole al tatto, non essendo un materiale freddo, né eccessivamente duro o morbido. Presenta un suono relativamente sordo e può apparire trasparente o opaco, con superfici lucide.
Ottenuto per polimerizzazione dall’etilene per la prima volta nel 1933, è uno dei polimeri più facilmente lavorabili e per questo uno dei maggiormente impiegati per ottenere oggetti di uso quotidiano, prodotti a larga scala (il polietilene da solo costituisce la frazione più grande di consumo mondiale di polimeri).
Le caratteristiche tecniche del polietilene dipendono dal suo peso molecolare, dal tasso di cristallinità e dalla distribuzione dei pesi molecolari. La resistenza a trazione e all’impatto sono direttamente proporzionali alla cristallinità e al peso molecolare. Il tasso di cristallinità influenza maggiormente le proprietà del polimero: ad eccezione dell’allungamento e della resistenza a rottura per sforzi da condizioni ambientali, esse migliorano con il suo aumentare.Il polietilene è impiegato in diverse densità: quella bassa (LDPE), media (MDPE) e alta (HDPE). Con l’aumentare della densità crescono la resistenza a trazione, a flessione, e il punto di rammollimento.
L’HDPE è caratterizzato dalle seguenti proprietà :
- discreta resistenza all’urto
- a seconda della formulazione può essere sia flessibile (LD) che rigido (HD)
- le caratteristiche meccaniche dipendono dalla cristallinità
- buona scorrevolezza all’uso
- basso assorbimento di umidità
- campo di impiego da –40° a +80° a seconda del tipo
- resistente a (selezione): acidi, soluzioni alcaline, alcool, soluzioni saline, acqua, alcool, esteri, olio, alcuni tipi a benzina
- non resistente a (selezione): forti agenti ossidanti, rigonfiamento agli idrocarburi alifatici
- soggetto a infragilimento per irradiazione solare diretta.
L'HDPE presenta scarse ramificazioni, col risultato che le forze intermolecolari e la resistenza alla trazione sono maggiori che nelle varietà di polietilene meno dense. Le differenze meccaniche sono più rilevanti delle differenze in densità, di modo che l'HDPE possiede una più alta forza specifica. È anche più duro e più opaco e può sopportare temperature più elevate (120 °C / 248 °F per brevi periodi, 110 °C / 230 °F continuamente). Il polietilene ad alta densità, a differenza del polipropilene, non può sopportare le condizioni di autoclave normalmente richieste. . L'HDPE contiene, come elementi chimici, carbonio e idrogeno.
Il polietilene non presenta una buona resistenza all’incollaggio: è necessario un per-trattamento delle superfici alla fiamma o per immersione in bagno di acido solfo-cromico o con scariche elettroniche in camera sotto vuoto. E’ possibile saldare il polietilene mediante le tecnologie per attrito, a gas caldo, ad ultrasuoni, ad impulso termico (per film), mentre la tecnologia alle alte frequenze non è impiegabile a causa delle perdite dielettriche del polimero.
Per ottenere un chilogrammo di HDPE sono necessari 1,75 kg di petrolio, in termini di energia e di materia prima.