Polietileno (PE): Insights Essenciais para Profissionais de Materiais

Polietileno (PE) é um termoplástico cristalino variável bem conhecido por sua versatilidade. O químico alemão Hans von Pechmann descobriu o polietileno por acidente em 1898 ao tentar criar uma versão mais estável de diazometano. Eric Fawcett e Reginald Gibson sintetizaram o polietileno para uso industrial pela primeira vez em 1933, e a produção em larga escala de polietileno de baixa densidade começou seis anos depois. Nos anos 1950, catalisadores foram descobertos que melhoraram o aspecto de polimerização da produção de polietileno, o que impulsionou a produção de polietileno de alta densidade pelos próximos vinte anos e além.

Hoje, o polietileno é um pilar da indústria de fabricação, e mais de 100 milhões de toneladas são produzidas anualmente. Aqui está tudo o que você precisa saber sobre polietileno, desde como é feito até suas aplicações de melhor ajuste.

Como o polietileno é feito?

O polietileno é feito via processo de polimerização. Combustíveis hidrocarbonetos são destilados em grupos mais leves chamados monômeros, que são então colocados em contato com um catalisador para iniciar o processo de polimerização. Polimerização de coordenação, que envolve cloretos e óxidos metálicos, é a mais comum, mas o polietileno também pode ser produzido usando o processo de polimerização radical.

O polietileno está disponível em muitos tipos, graus e formulações com diferentes propriedades. Os tipos mais comuns de polietileno podem ser divididos em versões ramificadas, versões lineares e polietilenos reticulados. Versões ramificadas populares incluem polietileno de baixa densidade (LDPE) e polietileno linear de baixa densidade (LLDPE), enquanto versões lineares populares incluem polietileno de alta densidade (HDPE) e polietileno de peso molecular ultra-alto (UHMWPE).

LDPE

Este termoplástico semi-rígido e flexível tem boa resistência à intempérie, alta resistência a impactos e excelentes propriedades de isolamento elétrico. As propriedades de fluxo únicas do LDPE o tornam ideal para fazer sacolas de compras e filmes plásticos. Embora o polietileno de baixa densidade seja altamente dúctil, tem uma resistência à tração muito baixa, como evidenciado por sua elasticidade. Como o HDPE, este material tem má resistência ao calor — na verdade, é altamente inflamável — o que limita seu uso em aplicações de alta temperatura.

LLDPE

Este tipo de polietileno é flexível com boa resistência a tensão, trinca, impacto e químicos. Também tem alta resistência a impactos. O LLDPE é estruturalmente semelhante ao LDPE e pode até substituí-lo em algumas aplicações, mas o LLDPE tem algumas vantagens-chave. As propriedades do LLDPE podem ser alteradas ajustando a fórmula do polímero, e é menos intensivo em mão de obra produzir que o LDPE. Este polietileno é usado principalmente para fazer diferentes tipos de filme.

HDPE

Em contraste com LDPE e LLDPE, o polietileno de alta densidade tem uma estrutura linear e pouco ou nenhum ramificação. É flexível, mas ainda rígido, resistente à intempérie e se sustenta na presença de baixas temperaturas. O HDPE tem boa resistência UV e às vezes é usado em móveis externos. Também tem uma resistência à tração mais alta que outras formas de polietileno. O HDPE é frequentemente usado em caixas de leite plásticas, lixeiras, tábuas de corte e até garrafas de detergente para roupa. No entanto, é propenso a trincas por tensão e tem má resistência ao calor.

UHMWPE

Este é um tipo extremamente denso de polietileno — ainda mais denso que o HDPE. Este material pode ser fiado em fios mais fortes que o aço, e é frequentemente usado para criar coletes à prova de balas e outros equipamentos de alto desempenho. Tem excelentes propriedades mecânicas e é principalmente inerte, tornando-o adequado para uso nos ambientes mais corrosivos.

XLPE

Polietileno reticulado de alta densidade (XLPE) é um polietileno reticulado projetado especificamente para aplicações críticas como sistemas de tubulação para armazenamento químico e isolamento para cabos elétricos de alta tensão. É resistente à hidrólise e aprovado para água potável com excelente resistência à abrasão e propriedades elétricas.

Propriedades e especificações mecânicas do polietileno

Geralmente, polietilenos têm excelente resistência química e a impactos, boas propriedades elétricas e baixo coeficiente de atrito. Eles também são acessíveis, leves e altamente usináveis. As propriedades mecânicas do polietileno variam por tipo. Por exemplo, as especificações mecânicas para LDPE são as seguintes:

• Resistência à tração a 72°F: 1.400 psi
• Módulo de tração: 57.000
• Alongamento à tração na ruptura: 100%
• Módulo de flexão: 29.000 psi
• Dureza Shore (D): D45

Equipes de produto devem saber que o polietileno é tóxico em sua forma líquida. Pode ser muito prejudicial se inalado ou absorvido pela pele. As outras desvantagens do polietileno são principalmente ambientais, pois não é o material mais ecológico no mercado. Por exemplo, LDPE e HDPE não são muito biodegradáveis, e como são feitos de hidrocarbonetos e combustíveis fósseis, não são sustentáveis.

Por que escolher polietileno?

Engenheiros e equipes de produto de várias indústrias escolhem polietileno quando querem um plástico de commodity incrivelmente versátil e útil. É acessível, fácil de usinar e compatível com processos de fabricação testados e comprovados como moldagem por injeção e usinagem CNC.

O polietileno também supera outros plásticos como poliuretano quando se trata de aplicações. De filmes a recipientes a brinquedos plásticos, o polietileno pode ser encontrado na maioria dos bens de consumo que você usa hoje. Outras aplicações populares incluem juntas artificiais na fabricação de dispositivos médicos, tanques de combustível automotivos, todos os tipos de embalagens e tubos e conexões.

Começando com plástico de polietileno

Com todos os diferentes tipos de plástico de polietileno no mercado, você pode confiar que há um tipo de PE lá fora que é perfeito para sua peça. Ainda assim, há muitas opções para escolher, e tabelas de materiais só vão até certo ponto para ajudá-lo a fazer sua seleção. Como você pode garantir que está tomando a decisão certa? Um parceiro de fabricação experiente pode lançar a luz necessária no processo de seleção de materiais.

Quando você faz parceria com a Fast Radius, você faz parceria com uma equipe de fabricação que o acompanhará por todo o processo de produção, começando com a seleção de materiais. Ajudamos você a determinar qual tipo de plástico de polietileno é mais adequado para sua peça e fornecemos a expertise para levar sua peça ao próximo nível. Pronto para começar? Entre em contato conosco hoje.

Para guias aprofundados sobre escolha de material de moldagem por injeção, bioplásticos PLA, os principais materiais resistentes à corrosão e mais, confira nosso centro de recursos.

Pronto para fabricar suas peças com a Fast Radius?