Polietileno
Polietileno (PE) , leve, versátil sintético resina feita de polimerização de etileno. O polietileno é um membro da importante família das resinas de poliolefina. É o mais amplamente utilizado plástico no mundo, sendo transformados em produtos que vão desde embalagens transparentes para alimentos e sacolas de compras até garrafas de detergente e tanques de combustível para automóveis. Ele também pode ser cortado ou fiado em fibras sintéticas ou modificado para assumir as propriedades elásticas de uma borracha.
Composição química e estrutura molecular
Etileno (CdoisH4) é um gasoso Hidrocarbonetos comumente produzido pelo craqueamento do etano, que por sua vez é um importante constituir de gás natural ou pode ser destilado do petróleo. As moléculas de etileno são essencialmente compostas por duas unidades de metileno (CHdois) ligados entre si por uma dupla ligação entre o carbono átomos - uma estrutura representada pela fórmula CHdois= CHdois. Sob a influência de catalisadores de polimerização, a ligação dupla pode ser quebrada e a ligação simples extra resultante usada para se ligar a um átomo de carbono em outra molécula de etileno. Assim, feito na unidade de repetição de uma grande molécula polimérica (unidades múltiplas), o etileno tem a seguinte estrutura química: 
.
Essa estrutura simples, repetida milhares de vezes em uma única molécula, é a chave para as propriedades do polietileno. As moléculas longas em forma de cadeia, nas quais hidrogênio átomos estão conectados a uma estrutura de carbono, podem ser produzidos em formas lineares ou ramificadas. Versões ramificadas são conhecidas como polietileno de baixa densidade (LDPE) ou polietileno linear de baixa densidade (LLDPE); as versões lineares são conhecidas como polietileno de alta densidade (HDPE) e polietileno de ultra-alto peso molecular (UHMWPE).
O polietileno básico composição pode ser modificado pela inclusão de outros elementos ou grupos químicos, como no caso do polietileno clorado e clorossulfonado. Além disso, o etileno pode ser copolimerizado com outros monômeros, como acetato de vinila ou propileno para produzir uma série de copolímeros de etileno. Todas essas variantes são descritas abaixo.
História
O polietileno de baixa densidade foi produzido pela primeira vez em 1933 na Inglaterra pela Imperial Chemical Industries Ltd. (ICI) durante estudos dos efeitos de pressões extremamente altas na polimerização do polietileno. O ICI obteve a patente de seu processo em 1937 e começou a produção comercial em 1939. Foi usado pela primeira vez durante a Segunda Guerra Mundial como isolante para cabos de radar.
Em 1930, Carl Shipp Marvel, um químico americano que trabalhava na E.I. du Pont de Nemours & Company (agora DuPont Company ), descobriu um material de alta densidade, mas a empresa não conseguiu reconhecer o potencial do produto. Coube a Karl Ziegler, do Max Planck Institute for Coal Research at Mülheim an der Ruhr, W.Ger. (agora Alemanha), para ganhar crédito por inventar o HDPE linear - que Ziegler realmente produziu com Erhard Holzkamp em 1953, catalisando a reação em baixa pressão com um composto organometálico. O processo foi posteriormente aprimorado pelo químico italiano Giulio Natta, e o compostos são agora conhecidos como catalisadores Ziegler-Natta. Em parte por isso inovação , Ziegler foi premiado com o premio Nobel para a Química em 1963. Desde então, usando diferentes catalisadores e métodos de polimerização, os cientistas produziram polietileno com várias propriedades e estruturas. O LLDPE, por exemplo, foi introduzido pela Phillips Petroleum Company em 1968.
Principais compostos de polietileno
Polietileno de baixa densidade
O LDPE é preparado a partir de etileno gasoso sob pressões muito altas (até cerca de 350 megapascais, ou 50.000 libras por polegada quadrada) e altas temperaturas (até cerca de 350 ° C [660 ° F]) na presença de iniciadores de óxido. Esses processos produzem um polímero estrutura com ramos longos e curtos. Como as ramificações evitam que as moléculas de polietileno se acumulem em arranjos rígidos, rígidos e cristalinos, o LDPE é um material muito flexível. Seu ponto de fusão é de aproximadamente 110 ° C (230 ° F). Os principais usos são em embalagens de filme, sacos de lixo e de mercearia, cobertura morta agrícola, isolamento de fios e cabos, garrafas de apertar, brinquedos e utensílios domésticos. O código de reciclagem de plástico do LDPE é # 4.
A forma ramificada do polietileno, conhecida como polietileno de baixa densidade (LDPE). Encyclopædia Britannica, Inc.
Polietileno linear de baixa densidade
O LLDPE é estruturalmente semelhante ao LDPE. É feito copolimerizando etileno com 1-buteno e menores quantidades de 1-hexeno e 1-octeno, usando catalisadores de Ziegler-Natta ou metaloceno. A estrutura resultante tem uma espinha dorsal linear, mas possui ramificações curtas e uniformes que, como as ramificações mais longas do LDPE, evitam que as cadeias de polímero se agrupem juntas. No geral, o LLDPE tem propriedades semelhantes ao LDPE e compete pelos mesmos mercados. As principais vantagens do LLDPE são que as condições de polimerização são menos intensivas em energia e que as propriedades do polímero podem ser alteradas variando o tipo e a quantidade de seus ingredientes químicos. O código de reciclagem de plástico do LLDPE é # 4.
Polietileno de alta densidade
O HDPE é fabricado em baixas temperaturas e pressões, usando catalisadores Ziegler-Natta e metaloceno ou óxido de cromo ativado (conhecido como catalisador Phillips). A falta de ramificações em sua estrutura permite que as cadeias de polímero se agrupem, resultando em um material denso e altamente cristalino de alta resistência e rigidez moderada. Com um ponto de fusão mais de 20 ° C (36 ° F) mais alto do que o LDPE, pode suportar exposições repetidas a 120 ° C (250 ° F) para que possa ser esterilizado. Os produtos incluem garrafas moldadas por sopro para leite e produtos de limpeza doméstica; Sacos de mercearia extrudados por sopro, películas de construção e cobertura agrícola; e baldes, tampas, invólucros de eletrodomésticos e brinquedos moldados por injeção. O número do código de reciclagem de plástico de HDPE é # 2.
polietileno de alta densidade A forma linear do polietileno, conhecida como polietileno de alta densidade (HDPE). Encyclopædia Britannica, Inc.
Polietileno de ultra-alto peso molecular
O polietileno linear pode ser produzido em versões de peso molecular ultra-alto, com pesos moleculares de 3.000.000 a 6.000.000 unidades atômicas, em oposição a 500.000 unidades atômicas para HDPE. Esses polímeros podem ser fiados em fibras e, em seguida, desenhados ou esticados em um estado altamente cristalino, resultando em alta rigidez e um resistência à tração muitas vezes mais do que o aço. Os fios feitos dessas fibras são tecidos em coletes à prova de balas.
Copolímeros de etileno
O etileno pode ser copolimerizado com vários outros compostos. O copolímero de etileno-acetato de vinila (EVA), por exemplo, é produzido pela copolimerização de etileno e acetato de vinila sob pressão, utilizando catalisadores de radicais livres. Muitos graus diferentes são fabricados, com o conteúdo de acetato de vinila variando de 5 a 50 por cento em peso. Os copolímeros EVA são mais permeáveis a gases e umidade do que o polietileno, mas são menos cristalinos e mais transparentes, e apresentam melhor resistência a óleo e graxa. Os principais usos são filmes para embalagens, adesivos, brinquedos, tubos, gaxetas, revestimentos de fios, revestimentos de tambores e revestimentos de carpetes.
Os copolímeros de etileno-ácido acrílico e etileno-ácido metacrílico são preparados por polimerização em suspensão ou em emulsão, usando catalisadores de radicais livres. As unidades de repetição de ácido acrílico e ácido metacrílico, constituindo de 5 a 20 por cento dos copolímeros, têm as seguintes estruturas: 
O carboxil ácido (COdoisH) grupos nessas unidades são neutralizados com bases para formar grupos iônicos altamente polares distribuídos ao longo das cadeias de polietileno. Esses grupos, reunidos por sua carga elétrica, aglomeram-se em microdomínios, endurecendo e endurecendo o plástico sem destruir sua capacidade de ser moldado em formas permanentes. (Polímeros iônicos deste tipo são chamados de ionômeros.) Os ionômeros de etileno-ácido acrílico e etileno-ácido metacrílico são transparentes, semicristalinos e impermeável à umidade. Eles são empregados em peças automotivas, filmes para embalagens, calçados, revestimentos de superfície e forros de carpetes. Um copolímero de etileno-ácido metacrílico proeminente é Surlyn, que é feito em coberturas de bola de golfe duras, resistentes à abrasão. Outros copolímeros de etileno importantes são os copolímeros de etileno-propileno.
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