Vergelijking van LLDPE en LDPE.

Lineair lagedichtheidpolyethyleen (LLDPE) verschilt structureel van algemeen lagedichtheidpolyethyleen (LDPE) doordat het geen lange ketenvertakkingen bevat. De lineariteit van LLDPE hangt af van de verschillende productie- en verwerkingsprocessen van LLDPE en LDPE. LLDPE wordt meestal gevormd door de copolymerisatie van ethyleen en hogere alfa-olefinen zoals buteen, hexeen of octeen bij lagere temperaturen en drukken. Het LLDPE-polymeer dat door het copolymerisatieproces wordt geproduceerd, heeft een smallere molecuulgewichtsverdeling dan algemeen LDPE en tegelijkertijd een lineaire structuur, wat resulteert in andere reologische eigenschappen.

smeltstroomeigenschappen

De smeltvloeieigenschappen van LLDPE zijn afgestemd op de eisen van het nieuwe proces, met name het filmextrusieproces, waarmee hoogwaardige LLDPE-producten kunnen worden geproduceerd. LLDPE wordt gebruikt in alle traditionele markten voor polyethyleen. Verbeterde rek-, penetratie-, slag- en scheurweerstandseigenschappen maken LLDPE geschikt voor films. De uitstekende weerstand tegen spanningscorrosie door omgevingsinvloeden, de slagvastheid bij lage temperaturen en de kromtrekkingsweerstand maken LLDPE aantrekkelijk voor buis- en plaatextrusie en alle spuitgiettoepassingen. De nieuwste toepassing van LLDPE is als mulch voor stortplaatsen en als bekleding voor afvalwaterbassins.

Productie en kenmerken

De productie van LLDPE begint met overgangsmetaalkatalysatoren, met name van het Ziegler- of Phillips-type. Nieuwe processen gebaseerd op cycloolefine-metaalderivaatkatalysatoren vormen een andere optie voor de LLDPE-productie. De feitelijke polymerisatiereactie kan plaatsvinden in reactoren in de vloeibare fase en in de gasfase. Typisch wordt octeen gecopolymeriseerd met ethyleen en buteen in een reactor in de vloeibare fase. Hexeen en ethyleen worden gepolymeriseerd in een reactor in de gasfase. De LLDPE-hars die in de reactor in de gasfase wordt geproduceerd, is in deeltjesvorm en kan als poeder worden verkocht of verder worden verwerkt tot pellets. Een nieuwe generatie super-LLDPE op basis van hexeen en octeen is ontwikkeld door Mobile en Union Carbide. Bedrijven zoals Novacor en Dow Plastics hebben deze materialen op de markt gebracht. Deze materialen hebben een hoge taaiheidslimiet en bieden nieuwe mogelijkheden voor automatische zakverwijderingssystemen. Ook is er de laatste jaren zeer lagedichtheids-PE-hars (dichtheid lager dan 0,910 g/cm³) op de markt gekomen. VLDPE heeft een flexibiliteit en zachtheid die LLDPE niet kan bereiken. De eigenschappen van harsen worden over het algemeen weerspiegeld in de smeltindex en de dichtheid. De smeltindex weerspiegelt het gemiddelde molecuulgewicht van de hars en wordt voornamelijk bepaald door de reactietemperatuur. Het gemiddelde molecuulgewicht is onafhankelijk van de molecuulgewichtsverdeling (MWD). De keuze van de katalysator beïnvloedt de MWD. ​​De dichtheid wordt bepaald door de concentratie van het comonomeer in de polyethyleenketen. De comonomeerconcentratie bepaalt het aantal korte ketenvertakkingen (waarvan de lengte afhangt van het type comonomeer) en daarmee de dichtheid van de hars. Hoe hoger de comonomeerconcentratie, hoe lager de dichtheid van de hars. Structureel gezien verschilt LLDPE van LDPE in het aantal en het type vertakkingen; hogedruk-LDPE heeft lange vertakkingen, terwijl lineair LDPE alleen korte vertakkingen heeft.

verwerking

Zowel LDPE als LLDPE hebben uitstekende reologische eigenschappen, oftewel een goede smeltvloei. LLDPE is minder gevoelig voor schuifspanning vanwege de smalle molecuulgewichtsverdeling en de korte ketenvertakkingen. Tijdens het schuiven (bijvoorbeeld extrusie) behoudt LLDPE een hogere viscositeit en is daardoor moeilijker te verwerken dan LDPE met dezelfde smeltindex. Bij extrusie zorgt de lagere schuifgevoeligheid van LLDPE voor een snellere spanningsrelaxatie van de polymeermolecuulketens, waardoor de gevoeligheid van de fysische eigenschappen voor veranderingen in de blaasverhouding afneemt. Bij smeltrek varieert de viscositeit van LLDPE onder verschillende rekspanningen. Over het algemeen heeft het een lagere viscositeit bij hogere snelheden. Dat wil zeggen dat het niet, zoals LDPE, rekverharding vertoont bij rek. De viscositeit neemt toe met de vervormingssnelheid van polyethyleen. LDPE vertoont een verrassende toename in viscositeit, die wordt veroorzaakt door de verstrengeling van molecuulketens. Dit fenomeen wordt niet waargenomen bij LLDPE, omdat het ontbreken van lange ketenvertakkingen in LLDPE het polymeer vrijhoudt van verstrengeling. Deze eigenschap is uiterst belangrijk voor toepassingen in dunne films. Omdat LLDPE-folies gemakkelijk dunner gemaakt kunnen worden met behoud van hoge sterkte en taaiheid. De reologische eigenschappen van LLDPE kunnen worden samengevat als "stijf in afschuiving" en "zacht in rek".