Breve introduzione alla resina di polietilene
Breve introduzione alla resina di polietilene
Il polietilene (PE) è a termoplastico resina ottenuta per polimerizzazione dell'etilene. Nell'industria sono inclusi anche i copolimeri dell'etilene con piccole quantità di alfa-olefine. La resina di polietilene è inodore, non tossica, sembra cera, ha un'eccellente resistenza alle basse temperature (la temperatura minima di esercizio può raggiungere -100~-70°C), una buona stabilità chimica e può resistere alla maggior parte dell'erosione acida e alcalina (non resistente all'ossidazione acido naturale). È insolubile nei comuni solventi a temperatura ambiente, con basso assorbimento d'acqua e ottimo isolamento elettrico.
Il polietilene fu sintetizzato dalla British ICI Company nel 1922 e nel 1933 la British Bonemen Chemical Industry Company scoprì che l'etilene poteva essere polimerizzato per formare polietilene ad alta pressione. Questo metodo è stato industrializzato nel 1939 ed è comunemente noto come metodo ad alta pressione. Nel 1953 K. Ziegler della Federal La Repubblica di Germania ha scoperto che con TiCl4-Al(C2H5)3 come catalizzatore, l'etilene potrebbe essere polimerizzato anche a pressione più bassa. Questo metodo fu messo in produzione industriale nel 1955 dalla Hearst Company della Federal Repubblica di Germania, ed è comunemente noto come polietilene a bassa pressione. All'inizio degli anni '1950, la Philips Petroleum Company degli Stati Uniti scoprì che utilizzando l'ossido di cromo e allumina di silice come catalizzatore, l'etilene poteva essere polimerizzato per formare polietilene ad alta densità a media pressione e la produzione industriale fu realizzata nel 1957. Negli anni '1960 , la canadese DuPont Company iniziò a produrre polietilene a bassa densità con etilene e α-olefina mediante metodo in soluzione. Nel 1977, la Union Carbide Company e la Dow Chemical Company degli Stati Uniti hanno utilizzato successivamente il metodo a bassa pressione per produrre polietilene a bassa densità, chiamato polietilene lineare a bassa densità, di cui il metodo in fase gas della Union Carbide Company era il più importante. Le prestazioni del polietilene lineare a bassa densità sono simili a quelle del polietilene a bassa densità e presenta alcune caratteristiche del polietilene ad alta densità. Inoltre, il consumo di energia nella produzione è basso, quindi si è sviluppato estremamente rapidamente ed è diventata una delle nuove resine sintetiche più accattivanti.
La tecnologia centrale del metodo a bassa pressione risiede nel catalizzatore. Il sistema TiCl4-Al(C2H5)3 inventato da Ziegler in Germania è il catalizzatore di prima generazione per le poliolefine. Nel 1963, la società belga Solvay ha aperto la strada al catalizzatore di seconda generazione con composto di magnesio come supporto e l'efficienza catalitica ha raggiunto da decine di migliaia a centinaia di migliaia di grammi di polietilene per grammo di titanio. L'uso del catalizzatore di seconda generazione può anche salvare il processo di post-trattamento per la rimozione dei residui di catalizzatore. Successivamente sono stati sviluppati catalizzatori ad alta efficienza per il metodo in fase gassosa. Nel 1975, la Monte Edison Group Corporation italiana ha sviluppato un catalizzatore in grado di produrre direttamente polietilene sferico senza granulazione. Si chiama catalizzatore di terza generazione, un'altra rivoluzione nella produzione di polietilene ad alta densità.
La resina di polietilene è molto sensibile alle sollecitazioni ambientali (azione chimica e meccanica) ed è meno resistente all'invecchiamento termico rispetto ai polimeri in termini di struttura chimica e lavorazione. Il polietilene può essere lavorato con i tradizionali metodi di stampaggio termoplastico. Ha una vasta gamma di usi, principalmente utilizzato per produrre film, materiali di imballaggio, contenitori, tubi, monofilamenti, fili e cavi, necessità quotidiane, ecc. e può essere utilizzato come materiale isolante ad alta frequenza per TV, radar, ecc.
Con lo sviluppo dell'industria petrolchimica, la produzione di polietilene si è sviluppata rapidamente e la produzione rappresenta circa 1/4 della produzione totale di plastica. Nel 1983, la capacità di produzione mondiale di polietilene era di 24.65 Mt e la capacità delle unità in costruzione era di 3.16 Mt. Secondo le ultime statistiche nel 2011, la capacità di produzione globale ha raggiunto 96 Mt. Il trend di sviluppo della produzione di polietilene mostra che la produzione i consumi si stanno gradualmente spostando verso l'Asia e la Cina sta diventando sempre più il mercato di consumo più importante.