Comparaison du LLDPE et du LDPE.

Le polyéthylène linéaire basse densité (LLDPE) se distingue structurellement du polyéthylène basse densité (LDPE) classique par l'absence de longues ramifications. La linéarité du LLDPE dépend des procédés de production et de transformation, différents de ceux utilisés pour le LLDPE et le LDPE. Le LLDPE 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 pression. Le polymère LLDPE ainsi produit présente une distribution des masses moléculaires plus étroite que le LDPE classique, et sa structure linéaire lui confère des propriétés rhéologiques distinctes.

propriétés d'écoulement à l'état fondu

Les propriétés de fluidité à l'état fondu du PEBDL sont parfaitement adaptées aux exigences des nouveaux procédés, notamment l'extrusion de films, permettant ainsi la production de produits en PEBDL de haute qualité. Le PEBDL est utilisé sur tous les marchés traditionnels du polyéthylène. Ses excellentes propriétés d'allongement, de résistance à la pénétration, aux chocs et à la déchirure le rendent idéal pour la fabrication de films. Sa résistance exceptionnelle à la fissuration sous contrainte environnementale, aux chocs à basse température et au gauchissement le rend particulièrement attractif pour la fabrication de tuyaux, l'extrusion de feuilles et toutes les applications de moulage. Plus récemment, le PEBDL est utilisé comme paillis pour les décharges et comme revêtement pour les bassins de rétention des déchets.

Production et caractéristiques

La production de LLDPE débute avec des catalyseurs à base de métaux de transition, notamment de type Ziegler ou Phillips. De nouveaux procédés utilisant des catalyseurs dérivés de cyclooléfines métalliques constituent une autre option. La réaction de polymérisation peut être réalisée en phase liquide ou en phase gazeuse. Typiquement, l'octène est copolymérisé avec l'éthylène et le butène en phase liquide, tandis que l'hexène et l'éthylène sont polymérisés en phase gazeuse. La résine LLDPE produite en phase gazeuse se présente sous forme de particules et peut être commercialisée en poudre ou transformée en granulés. Une nouvelle génération de super LLDPE à base d'hexène et d'octène a été développée par Mobil et Union Carbide. Des entreprises comme Novacor et Dow Plastics ont lancé ces produits. Ces matériaux présentent une limite de ténacité élevée et offrent de nouvelles perspectives pour les applications de démoulage automatique. La résine PE très basse densité (VLDPE, inférieure à 0,910 g/cm³) est également apparue ces dernières années. La VLDPE possède une flexibilité et une souplesse supérieures à celles du LLDPE. Les propriétés des résines sont généralement caractérisées par leur indice de fluidité et leur densité. L'indice de fluidité reflète la masse moléculaire moyenne de la résine et est principalement déterminé par la température de réaction. La masse moléculaire moyenne est indépendante de la distribution des masses moléculaires (DMM). Le choix du catalyseur influe sur la DMM. La densité est déterminée par la concentration de comonomère dans la chaîne de polyéthylène. Cette concentration contrôle le nombre de ramifications courtes (dont la longueur dépend du type de comonomère) et donc la densité de la résine. Plus la concentration de comonomère est élevée, plus la densité de la résine est faible. Sur le plan structural, le PEBDL se distingue du PEBD par le nombre et le type de ramifications : le PEBD haute pression possède de longues ramifications, tandis que le PEBD linéaire ne possède que des ramifications courtes.

traitement

Le PEBD et le PEBDL présentent tous deux une excellente rhéologie à l'état fondu. Le PEBDL est moins sensible au cisaillement en raison de sa distribution de masse moléculaire étroite et de ses chaînes courtes. Lors du cisaillement (par exemple, par extrusion), le PEBDL conserve une viscosité plus élevée et est donc plus difficile à transformer que le PEBD ayant le même indice de fluidité. En extrusion, la moindre sensibilité au cisaillement du PEBDL permet une relaxation plus rapide des contraintes des chaînes moléculaires du polymère, et donc une moindre sensibilité des propriétés physiques aux variations du taux d'expansion. Lors de l'étirement à l'état fondu, la viscosité du PEBDL varie sous différentes contraintes. Elle est généralement plus faible à haute vitesse. Autrement dit, contrairement au PEBD, il ne subit pas de durcissement par déformation. La viscosité du PEBD augmente avec la vitesse de déformation du polyéthylène. Le PEBD 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 longues chaînes ramifiées empêche cet enchevêtrement. Cette propriété est extrêmement importante pour les applications en couches minces. En effet, les films de PEBDL peuvent être facilement réalisés avec des épaisseurs réduites tout en conservant une résistance et une ténacité élevées. Les propriétés rhéologiques du LLDPE peuvent être résumées comme suit : « rigide en cisaillement » et « souple en extension ».