Le polyéthylène basse densité linéaire (PEBDL) se distingue structurellement du PEBDL standard par l'absence de ramifications à longue chaîne. La linéarité du PEBDL dépend des différents procédés de production et de transformation du PEBDL et du PEBD. Le PEBDL est généralement obtenu par copolymérisation d'éthylène et d'alpha-oléfines supérieures telles que le butène, l'hexène ou l'octène, à basse température et à basse pression. Le polymère PEBDL obtenu par copolymérisation présente une distribution de masse moléculaire plus étroite que le PEBDL standard, tout en présentant une structure linéaire qui lui confère des propriétés rhéologiques différentes.
propriétés de fluidité à chaud
Les caractéristiques de fluidité à chaud du PEBDL sont adaptées aux exigences du nouveau procédé, notamment l'extrusion de films, qui permet de produire des produits PEBDL de haute qualité. Le PEBDL est utilisé sur tous les marchés traditionnels du polyéthylène. Ses propriétés améliorées d'allongement, de pénétration, de résistance aux chocs et à la déchirure en font un matériau idéal pour la fabrication de films. Son excellente résistance à la fissuration sous contrainte environnementale, aux chocs à basse température et au gauchissement en fait un matériau intéressant pour les tubes, l'extrusion de feuilles et toutes les applications de moulage. Parmi les dernières applications du PEBDL, on trouve le paillis pour les décharges et le revêtement des bassins de rétention.
Production et caractéristiques
La production de PEBDL commence par l'utilisation de catalyseurs à base de métaux de transition, notamment de type Ziegler ou Phillips. De nouveaux procédés basés sur des catalyseurs dérivés de cyclooléfines métalliques constituent une autre option pour la production de PEBDL. La réaction de polymérisation peut être réalisée dans des réacteurs en solution et en phase gazeuse. Généralement, l'octène est copolymérisé avec l'éthylène et le butène dans un réacteur en solution. L'hexène et l'éthylène sont polymérisés dans un réacteur en phase gazeuse. La résine PEBDL produite dans ce réacteur se présente sous forme de particules et peut être vendue sous forme de poudre ou transformée en granulés. Une nouvelle génération de super PEBDL à base d'hexène et d'octène a été développée par Mobile et Union Carbide. Des entreprises comme Novacor et Dow Plastics ont également lancé ce procédé. Ces matériaux présentent une limite de ténacité élevée et offrent un potentiel inédit pour les applications de démoulage automatique. Des résines PE à très faible densité (densité inférieure à 0,910 g/cm³) ont également fait leur apparition ces dernières années. Le PEBDL offre une flexibilité et une souplesse que le PEBDL ne peut pas atteindre. Les propriétés des résines se reflètent généralement dans leur indice de fluidité à chaud et leur densité. L'indice de fluidité à chaud reflète la masse moléculaire moyenne de la résine et est principalement contrôlé par la température de réaction. La masse moléculaire moyenne est indépendante de la distribution des masses moléculaires (DMM). Le choix du catalyseur influence la DMM. La densité est déterminée par la concentration du comonomère dans la chaîne polyéthylène. La concentration en comonomère contrôle le nombre de ramifications à chaîne courte (dont la longueur dépend du type de comonomère) et donc la densité de la résine. Plus la concentration en comonomère est élevée, plus la densité de la résine est faible. Structurellement, le PEBDL diffère du PEBD par le nombre et le type de ramifications : le PEBDL haute pression présente de longues ramifications, tandis que le PEBDL linéaire n'en présente que de courtes.
traitement
Le PEBD et le PEBDL présentent tous deux une excellente rhéologie et une excellente fluidité à chaud. Le PEBDL présente une sensibilité au cisaillement moindre en raison de sa distribution de masse moléculaire étroite et de ses ramifications courtes. Lors du cisaillement (par exemple, l'extrusion), le PEBDL conserve une viscosité plus élevée et est donc plus difficile à transformer que le PEBDL à indice de fluidité identique. Lors de l'extrusion, la faible sensibilité au cisaillement du PEBDL permet une relaxation plus rapide des contraintes des chaînes moléculaires du polymère, réduisant ainsi la sensibilité des propriétés physiques aux variations du taux de gonflement. Lors de l'allongement à l'état fondu, le PEBDL varie sous différentes contraintes. Sa viscosité est généralement plus faible à vitesse élevée. Autrement dit, il ne durcit pas sous contrainte à l'étirement comme le PEBDL. Cette viscosité augmente avec la vitesse de déformation du polyéthylène. Le PEBDL présente une augmentation surprenante de sa viscosité, due à l'enchevêtrement des chaînes moléculaires. Ce phénomène n'est pas observé pour le PEBDL, car l'absence de ramifications longues empêche l'enchevêtrement du polymère. Cette propriété est extrêmement importante pour les applications en films minces, car les films en PEBDL permettent de fabriquer facilement des films plus fins tout en conservant une résistance et une ténacité élevées. Les propriétés rhéologiques du LLDPE peuvent être résumées comme « rigide en cisaillement » et « souple en extension ».
Date de publication : 21 octobre 2022