Amigos que fabrican plásticos, ¿qué es el LLDPE?

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Descripción del Problema:

Lo veo a menudo, pero no sé qué es, tal vez sea Tiene algo que ver con el polietileno.

Análisis:

Introducción al polietileno lineal de baja densidad (LLDPE)

El polietileno lineal de baja densidad es estructuralmente diferente del polietileno de baja densidad ordinario porque hay sin ramas de cadena largas. La linealidad del LLDPE depende de los diferentes procesos de producción y procesamiento de LLDPE y LDPE. El LLDPE generalmente se produce polimerizando etileno y alfa olefinas superiores como buteno, hexeno u octeno a temperaturas y presiones más bajas. El polímero LLDPE generado durante el proceso de polimerización tiene una distribución de peso molecular más estrecha que el LDPE general y también tiene una estructura lineal que le confiere diferentes propiedades reológicas. Las características de flujo de fusión del LLDPE se adaptan a los requisitos de los nuevos procesos, especialmente el proceso de extrusión de películas, que puede producir productos LLDPE de alta calidad. El LLDPE se utiliza en todos los mercados tradicionales del polietileno para mejorar las propiedades de resistencia al estiramiento, resistencia a la penetración, resistencia al impacto y resistencia al desgarro, lo que hace que el LLDPE sea adecuado para películas. Su excelente resistencia al agrietamiento por tensión ambiental, el impacto a baja temperatura y la deformación hacen que el LLDPE sea atractivo para la extrusión de tuberías, láminas y todas las aplicaciones de moldeado. La última aplicación del LLDPE es como película de revestimiento para vertederos de residuos y estanques de líquidos residuales.

Producción y Propiedades

La producción de LLDPE comienza con catalizadores de metales de transición, específicamente del tipo Ziegler o Phillips. Los nuevos procesos basados ​​en catalizadores derivados de metales cicloolefínicos son otra opción para la producción de LLDPE. La reacción de polimerización real se puede llevar a cabo en reactores de solución y de fase gaseosa. Normalmente, el octeno se combina con etileno en un reactor de fase de solución*** de polibuteno. El hexeno y el etileno se polimerizan en un reactor de fase gaseosa. La resina LLDPE producida en el reactor de fase gaseosa está en forma de gránulos y puede venderse como polvo o procesarse posteriormente en gránulos.

La nueva generación de super LLDPE a base de hexeno y octeno ha sido desarrollada por Mobile y Union Carbide. Lanzado por empresas como Novacor y Dow Plastics. Estos materiales tienen grandes límites de tenacidad y tienen un nuevo potencial en aplicaciones de bolsas autorremovibles.

En los últimos años también ha aparecido resina de PE de muy baja densidad (densidad inferior a 0,910g/cc.). VLDPES tiene una flexibilidad y suavidad que el LLDPE no puede lograr.

Las características de la resina generalmente se reflejan en el índice de fusión y la densidad. El índice de fusión refleja el peso molecular promedio de la resina y está controlado principalmente por la temperatura de reacción. El peso molecular promedio no tiene nada que ver con la distribución del peso molecular (MWD). La selección del catalizador afecta la MWD.

La densidad está determinada por la concentración de monómeros poliméricos en la cadena de polietileno. La concentración de monómero controla el número de ramificaciones de cadena corta (cuya longitud depende del tipo de monómero) y, por tanto, la densidad de la resina. ***Cuanto mayor sea la concentración de monómero, menor será la densidad de la resina.

Estructuralmente, el LLDPE se diferencia del LDPE en el número y tipo de ramas. El LDPE de alta presión tiene ramas largas, mientras que el LDPE lineal solo tiene ramas cortas.

Estructuralmente, el LLDPE se diferencia del HDPE sólo en el número de ramas de cadena corta. El HDPE tiene menos ramificaciones de cadena corta, por lo que es un material de mayor densidad.

Las propiedades físicas del LLDPE están controladas por su peso molecular, MWD y densidad.

El LLDPE es mejor que el LDPE, en última instancia depende de su uso. Generalmente, el LLDPE se utiliza para producir productos más rígidos en todas las aplicaciones, aunque según la norma ATSM para materiales de baja densidad, las densidades tanto del LLDPE como del LDPE oscilan entre 0,91 y 0,925.

El LLDPE forma una estructura cristalina superior porque no hay ramas de cadena larga presentes. La mayor cristalinidad del LLDPE produce un producto de mayor rigidez. Esta mayor cristalinidad también aumenta el punto de fusión del LLDPE de 10 a 15 °C en comparación con el LDPE.

Mayor resistencia a la tracción, resistencia a la penetración, resistencia al desgarro y mayor alargamiento son las características del LLDPE, lo que lo hace especialmente adecuado para la fabricación de películas. Si se utiliza hexeno u octeno en lugar de buteno como monómero polimérico, incluso la resistencia al impacto y la resistencia al desgarro se pueden mejorar considerablemente.

Para una resina determinada con el mismo índice de fusión y densidad, las resinas LLDPE de hexeno y octeno mejoran las propiedades de impacto y desgarro hasta en un 300 %. Las cadenas laterales más largas de las resinas de hexeno y octeno actúan como "nudos" entre las cadenas, mejorando la tenacidad de los compuestos.

El uso de catalizadores derivados de metales cicloolefínicos para producir resinas tendrá propiedades únicas. MWD más estrecha, distribución mejorada del monómero polimerizado, mejor transparencia de la película, sellado y resistencia al impacto, que son similares al LLDPE producido con catalizadores Ziegler. En términos de transparencia, el LLDPE tiene deficiencias similares al LDPE. La turbidez y el brillo de las películas de LLDPE no son buenos, principalmente porque su mayor cristalinidad provoca rugosidad en la superficie de la película. La transparencia de la resina LLDPE se puede mejorar mezclándola con una pequeña cantidad de LDPE.

Procesamiento

Tanto el LDPE como el LLDPE tienen una excelente reología o fluidez en estado fundido. El LLDPE tiene menos sensibilidad al corte porque tiene una distribución de peso molecular estrecha y ramas de cadena corta.

Durante los procesos de cizallamiento (como la extrusión), el LLDPE mantiene una mayor viscosidad y, por tanto, es más difícil de procesar que el LDPE con el mismo índice de fusión. En la extrusión, la menor sensibilidad al corte del LLDPE hace que la relajación de la tensión de la cadena molecular del polímero sea más rápida y, por lo tanto, se reduce la sensibilidad de las propiedades físicas a los cambios en la relación de explosión. En la extensión en estado fundido, el LLDPE se utiliza en varios. Generalmente tienen viscosidades más bajas a velocidades de deformación. En otras palabras, no se endurecerá cuando se estire como el LDPE. A medida que aumenta la tasa de deformación del polietileno. El LDPE muestra un sorprendente aumento de la viscosidad, causado por el entrelazamiento de las cadenas moleculares.

Este fenómeno no se observa en el LLDPE porque la falta de ramas de cadena larga en el LLDPE evita que el polímero se enrede. Esta propiedad es extremadamente importante para aplicaciones de películas delgadas. Porque la película LLDPE se puede convertir fácilmente en películas más delgadas manteniendo una alta resistencia y tenacidad. La reología del nLLDPE se puede resumir como "rígida cuando se corta" y "blanda cuando se extiende".

El equipo y las condiciones de extrusión de películas deben modificarse cuando se utiliza LLDPE en lugar de LDPE. La alta viscosidad del LLDPE requiere que el extrusor tenga mayor potencia. y proporcionar temperaturas y presiones de fusión más altas.

La separación del troquel debe ampliarse para evitar la pérdida de rendimiento debido a la alta contrapresión y la fractura de la masa fundida. Las dimensiones generales del espacio entre troqueles de LDPE y LLDPE son O. 024～0． 040 pulg. y 0. 060-0. 10 pulgadas.

La característica "suave cuando se estira" del LLDPE es una desventaja durante el proceso de soplado de la película. La burbuja de película soplada del LLDPE no es tan estable como la del LDPE.

El anillo de aire general de un solo labio es suficiente para la estabilidad del LDPE. La película de burbuja única del LLDPE requiere un anillo de aire de doble labio más completo para mayor estabilidad. Enfriar la burbuja interna con un anillo de aire de doble labio aumenta la estabilidad de la burbuja al tiempo que aumenta el rendimiento de la película a altas tasas de producción. Además de un mejor enfriamiento de la burbuja de la película, muchos fabricantes de películas adoptan un método mixto con LDPE para mejorar la solubilidad del LLDPE. En principio, la extrusión de LLDPE se puede completar en equipos de película de LDPE existentes cuando se utiliza la mezcla mixta de LDPE. La concentración de LLDPE alcanza el 50%. Al procesar 100 % LLDPE o materiales mixtos ricos en LLDPE con LDPE, se debe utilizar una extrusora de LDPE general y se debe mejorar el equipo.

Dependiendo de la vida útil del extrusor, es posible que se requieran mejoras para ampliar el espacio del troquel, mejorar el anillo de aire, modificar el diseño del tornillo para una mejor extrusión y aumentar la potencia y el par del motor si es necesario. Para aplicaciones de moldeo por inyección, generalmente no es necesario mejorar el equipo, pero sí es necesario optimizar las condiciones de procesamiento.

El moldeo rotacional requiere que el LLDPE se muele hasta obtener partículas uniformes (malla 35). El proceso implica llenar un molde con LLDPE en polvo, calentar y girar biaxialmente el molde para distribuir uniformemente el LLDPE. Después de enfriar el producto se retira del molde.

Aplicaciones

El LLDPE ha penetrado en la mayoría de los mercados tradicionales de polietileno, incluidos películas, molduras, tuberías y alambres y cables. La película de mantillo antifugas es una película de mantillo municipal LLDPE recientemente desarrollada, una gran lámina extruida que se utiliza como revestimiento de vertederos y piscinas de desechos para evitar fugas o contaminación de las áreas circundantes.

Algunos de los mercados de películas para LLDPE, como la producción de bolsas, bolsas de basura, embalajes elastoméricos, revestimientos industriales, revestimientos para toallas y bolsas de compras, utilizan esta resina con mayor resistencia y tenacidad. Las películas transparentes, como las bolsas de pan, han estado dominadas por el LDPE debido a su mejor turbidez. Sin embargo, las mezclas de LLDPE y LDPE mejorarán la resistencia. Resistencia a la penetración y rigidez de la película de LDPE sin afectar significativamente la transparencia de la película.

El moldeo por inyección y el moldeo rotacional son las dos aplicaciones de moldeo más importantes del LLDPE. La dureza superior, la baja temperatura y la resistencia al impacto de esta resina son teóricamente adecuadas para contenedores de basura, juguetes y aparatos frigoríficos.

Además, la alta resistencia del LLDPE al agrietamiento por tensión ambiental lo hace adecuado para el moldeo por inyección de tapas moldeadas que entran en contacto con alimentos aceitosos, el moldeo rotacional de contenedores de residuos, tanques de combustible y tanques de productos químicos.

Existe un mercado más pequeño para revestimientos de tuberías, alambres y cables donde la alta resistencia al estallido y la resistencia al agrietamiento por tensión ambiental proporcionada por el LLDPE pueden cumplir los requisitos. Actualmente, entre el 65% y el 70% del LLDPE se utiliza para fabricar películas.