Polietileno (PE): Información esencial para profesionales de materiales

El polietileno (PE) es un termoplástico cristalino variable bien conocido por su versatilidad. El químico alemán Hans von Pechmann descubrió el polietileno por accidente en 1898 al intentar crear una versión más estable de diazometano. Eric Fawcett y Reginald Gibson sintetizaron por primera vez el polietileno para uso industrial en 1933, y la producción a gran escala de polietileno de baja densidad comenzó seis años después. En los años 50, se descubrieron catalizadores que mejoraron el aspecto de polimerización de la producción de polietileno, lo que impulsó la producción de polietileno de alta densidad durante los siguientes veinte años y más allá.

Hoy en día, el polietileno es un pilar de la industria de la fabricación, y se producen anualmente más de 100 millones de toneladas. Aquí tiene todo lo que necesita saber sobre el polietileno, desde cómo se fabrica hasta sus aplicaciones de mejor ajuste.

¿Cómo se fabrica el polietileno?

El polietileno se fabrica mediante el proceso de polimerización. Los combustibles hidrocarburos se destilan en grupos más ligeros llamados monómeros, que luego se ponen en contacto con un catalizador para iniciar el proceso de polimerización. La polimerización por coordinación, que involucra cloruros y óxidos metálicos, es la más común, pero el polietileno también puede producirse utilizando el proceso de polimerización radical.

El polietileno está disponible en muchos tipos, grados y formulaciones con diferentes propiedades. Los tipos más comunes de polietileno se pueden dividir en versiones ramificadas, versiones lineales y polietilenos entrecruzados. Las versiones ramificadas populares incluyen polietileno de baja densidad (LDPE) y polietileno lineal de baja densidad (LLDPE), mientras que las versiones lineales populares incluyen polietileno de alta densidad (HDPE) y polietileno de peso molecular ultraalto (UHMWPE).

LDPE

Este termoplástico semirrígido y flexible tiene buena resistencia a la intemperie, alta resistencia al impacto y excelentes propiedades de aislamiento eléctrico. Las propiedades de flujo únicas del LDPE lo hacen ideal para fabricar bolsas de compra y films plásticos. Aunque el polietileno de baja densidad es altamente dúctil, tiene una resistencia a la tracción muy baja, como lo demuestra su elasticidad. Al igual que el HDPE, este material tiene mala resistencia al calor; de hecho, es altamente inflamable, lo que limita su uso en aplicaciones de alta temperatura.

LLDPE

Este tipo de polietileno es flexible con buena resistencia a la tensión, grietas, impacto y químicos. También tiene alta resistencia al impacto. El LLDPE es estructuralmente similar al LDPE e incluso puede reemplazarlo en algunas aplicaciones, pero el LLDPE tiene algunas ventajas clave. Las propiedades del LLDPE pueden alterarse ajustando la fórmula del polímero, y es menos intensivo en mano de obra producirlo que el LDPE. Este polietileno se utiliza principalmente para fabricar diferentes tipos de film.

HDPE

En contraste con el LDPE y el LLDPE, el polietileno de alta densidad tiene una estructura lineal y poca o ninguna ramificación. Es flexible pero aún rígido, resistente a la intemperie y aguanta bien en presencia de bajas temperaturas. El HDPE tiene buena resistencia a los UV y a veces se usa en muebles de exterior. También tiene una resistencia a la tracción más alta que otras formas de polietileno. El HDPE se utiliza frecuentemente en cartones de leche de plástico, cubos de basura, tablas de cortar e incluso botellas de detergente para ropa. Sin embargo, es propenso al agrietamiento por tensión y tiene mala resistencia al calor.

UHMWPE

Este es un tipo de polietileno extremadamente denso, incluso más denso que el HDPE. Este material puede hilarse en hilos más fuertes que el acero, y se utiliza frecuentemente para crear chalecos antibalas y otros equipos de alto rendimiento. Tiene excelentes propiedades mecánicas y es mayormente inerte, lo que lo hace adecuado para su uso en los entornos más corrosivos.

XLPE

El polietileno entrecruzado de alta densidad (XLPE) es un polietileno entrecruzado diseñado específicamente para aplicaciones críticas como sistemas de tuberías para almacenamiento químico y aislamiento para cables eléctricos de alta tensión. Es resistente a la hidrólisis y aprobado para agua potable, con excelente resistencia a la abrasión y propiedades eléctricas.

Propiedades y especificaciones mecánicas del polietileno

Generalmente, los polietilenos tienen una excelente resistencia química y al impacto, buenas propiedades eléctricas y un bajo coeficiente de fricción. También son asequibles, ligeros y altamente mecanizables. Las propiedades mecánicas del polietileno variarán según el tipo. Por ejemplo, las especificaciones mecánicas para LDPE son las siguientes:

• Resistencia a la tracción a 72 °F: 1400 psi
• Módulo de tracción: 57 000
• Elongación a la tracción a la rotura: 100 %
• Módulo de flexión: 29 000 psi
• Dureza Shore (D): D45

Los equipos de producto deben saber que el polietileno es tóxico en su forma líquida. Puede ser muy dañino si se inhala o se absorbe en la piel. Los otros inconvenientes del polietileno son principalmente medioambientales, ya que no es el material más ecológico del mercado. Por ejemplo, el LDPE y el HDPE no son muy biodegradables, y como están hechos de hidrocarburos y combustibles fósiles, no son sostenibles.

¿Por qué elegir polietileno?

Los ingenieros y los equipos de producto de diversas industrias eligen el polietileno cuando quieren un plástico de commodity increíblemente versátil y útil. Es asequible, fácil de mecanizar y compatible con procesos de fabricación probados y verdaderos como el moldeo por inyección y el mecanizado CNC.

El polietileno también supera a otros plásticos como el poliuretano en cuanto a aplicaciones. Desde films hasta contenedores hasta juguetes de plástico, el polietileno se puede encontrar en la mayoría de los bienes de consumo que usa hoy. Otras aplicaciones populares incluyen articulaciones artificiales en la fabricación de dispositivos médicos, depósitos de combustible de automoción, todo tipo de envases y tuberías y accesorios.

Comenzar con plástico de polietileno

Con todos los diferentes tipos de plástico de polietileno en el mercado, puede confiar en que hay un tipo de PE que es perfecto para su pieza. Aun así, hay muchas opciones para elegir, y las tablas de materiales solo llegan hasta cierto punto para ayudarle a hacer su selección. ¿Cómo puede asegurarse de que está tomando la decisión correcta? Un socio de fabricación experimentado puede arrojar la luz tan necesaria sobre el proceso de selección de materiales.

Cuando se asocia con Fast Radius, se asocia con un equipo de fabricación que le acompañará durante todo el proceso de producción, comenzando con la selección de materiales. Le ayudamos a determinar qué tipo de plástico de polietileno es el más adecuado para su pieza y le proporcionamos la experiencia para llevar su pieza al siguiente nivel. ¿Listo para comenzar? Contáctenos hoy.

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