Vergelijking van LLDPE en LDPE.

Lineair polyethyleen met lage dichtheid, structureel verschillend van algemeen polyethyleen met lage dichtheid, omdat er geen vertakkingen met lange ketens zijn. De lineariteit van LLDPE hangt af van de verschillende productie- en verwerkingsprocessen van LLDPE en LDPE. LLDPE wordt gewoonlijk gevormd door de copolymerisatie van ethyleen en hogere alfa-olefinen zoals buteen, hexeen of octeen bij lagere temperatuur en druk. Het door het copolymerisatieproces geproduceerde LLDPE-polymeer heeft een smallere molecuulgewichtsverdeling dan algemeen LDPE, en heeft tegelijkertijd een lineaire structuur waardoor het verschillende reologische eigenschappen heeft.

smeltvloei-eigenschappen

De smeltvloei-eigenschappen van LLDPE zijn aangepast aan de eisen van het nieuwe proces, met name het filmextrusieproces, waarmee LLDPE-producten van hoge kwaliteit kunnen worden geproduceerd. LLDPE wordt op alle traditionele markten voor polyethyleen gebruikt. Verbeterde rek-, penetratie-, slag- en scheurweerstandseigenschappen maken LLDPE geschikt voor films. De uitstekende weerstand tegen scheuren door omgevingsstress, slagvastheid bij lage temperaturen en weerstand tegen kromtrekken maken LLDPE aantrekkelijk voor pijp-, plaatextrusie en alle vormtoepassingen. De nieuwste toepassing van LLDPE is als mulch voor stortplaatsen en als bekleding voor afvalvijvers.

Productie en kenmerken

De productie van LLDPE begint met overgangsmetaalkatalysatoren, vooral van het Ziegler- of Phillips-type. Nieuwe processen op basis van katalysatoren van cycloolefinemetaalderivaten zijn een andere optie voor de productie van LLDPE. De eigenlijke polymerisatiereactie kan worden uitgevoerd in oplossings- en gasfasereactoren. Typisch wordt octeen gecopolymeriseerd met ethyleen en buteen in een oplossingsfasereactor. Hexeen en ethyleen worden gepolymeriseerd in een gasfasereactor. De in de gasfasereactor geproduceerde LLDPE-hars heeft de vorm van deeltjes en kan als poeder worden verkocht of verder tot pellets worden verwerkt. Een nieuwe generatie super-LLDPE op basis van hexeen en octeen is ontwikkeld door Mobile, Union Carbide. Bedrijven als Novacor en Dow Plastics werden gelanceerd. Deze materialen hebben een grote taaiheidslimiet en bieden nieuwe mogelijkheden voor automatische zakverwijderingstoepassingen. PE-hars met een zeer lage dichtheid (dichtheid lager dan 0,910 g/cc.) is de afgelopen jaren ook verschenen. VLDPES heeft flexibiliteit en zachtheid die LLDPE niet kan bereiken. De eigenschappen van harsen worden over het algemeen weerspiegeld in de smeltindex en 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). Katalysatorselectie beïnvloedt MWD. De dichtheid wordt bepaald door de concentratie comonomeer in de polyethyleenketen. De comonomeerconcentratie regelt het aantal korteketenvertakkingen (waarvan de lengte afhangt van het comonomeertype) en regelt dus de harsdichtheid. Hoe hoger de comonomeerconcentratie, hoe lager de harsdichtheid. Structureel verschilt LLDPE van LDPE wat betreft het aantal en het type vertakkingen; hogedruk-LDPE heeft lange vertakkingen, terwijl lineaire LDPE slechts korte vertakkingen heeft.

verwerking

Zowel LDPE als LLDPE hebben een uitstekende reologie of smeltvloei. LLDPE heeft minder afschuifgevoeligheid vanwege de smalle molecuulgewichtsverdeling en korte ketenvertakkingen. Tijdens het afschuiven (bijvoorbeeld extrusie) behoudt LLDPE een grotere viscositeit en is daarom moeilijker te verwerken dan LDPE met dezelfde smeltindex. Bij extrusie zorgt de lagere afschuifgevoeligheid van LLDPE voor een snellere spanningsrelaxatie van de moleculaire ketens van het polymeer, en dus voor een verminderde gevoeligheid van de fysische eigenschappen voor veranderingen in de opblaasverhouding. Bij smeltverlenging varieert LLDPE onder verschillende spanningen en heeft over het algemeen een lagere viscositeit bij snelheid. Dat wil zeggen dat het niet uithardt als het wordt uitgerekt, zoals LDPE. Toename met de vervormingssnelheid van polyethyleen. LDPE vertoont een verrassende toename van de viscositeit, die wordt veroorzaakt door verstrengeling van moleculaire ketens. 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 dunnefilmtoepassingen. Omdat LLDPE-films gemakkelijk dunnere films kunnen maken met behoud van hoge sterkte en taaiheid. De reologische eigenschappen van LLDPE kunnen worden samengevat als “stijf bij afschuiving” en “zacht bij extensie”.