Le proprietà del polietilene variano a seconda del grado del materiale vergine utilizzato per sintetizzare questo termoplastico e della sua cristallizzazione strutturale. In generale, l’integrità del materiale a base di polietilene del prodotto finale nell’industria della plastica si basa sulla densità e sul punto di fusione. Tuttavia, poiché questa sostanza può essere prodotta con una serie di metodi per polimerizzare l’etano, ciascuno produrrà differenze nelle proprietà specifiche del polietilene. Le variazioni che possono portare a queste differenze riguardano il peso molecolare, la densità e il grado di ramificazione dell’attaccamento molecolare del carbonio.
La maggior parte delle persone ha familiarità con le due forme più comuni di questo polimero: polietilene a bassa densità (LDPE) e polietilene ad alta densità (HDPE). Poiché le proprietà del polietilene del primo contengono un maggior grado di ramificazione a catena lunga, la matrice è meno densa e non offre la stessa resistenza alla trazione del secondo. Poiché questo è il caso, l’LDPE è meno costoso da produrre e lavorare rispetto a polimeri simili.
L’HDPE, d’altra parte, è un grado di polietilene più durevole a causa di una maggiore densità e cristallizzazione lineare. Le proprietà del polietilene di questo materiale lo rendono adatto per l’uso nella produzione di molti tipi di plastica resistente allo stress destinati all’uso commerciale e di consumo. Ad esempio, l’HDPE viene utilizzato per realizzare contenitori per il latte delle dimensioni di un gallone, nonché impianti idraulici.
Come accennato in precedenza, le proprietà del polietilene differiscono a seconda del metodo di polimerizzazione impiegato. Il processo può essere indotto stimolando la polimerizzazione a radicali liberi, mediante l’introduzione di un’ammide alcalina o di un monomero secondario (polimerizzazione per addizione anionica e polimerizzazione per coordinazione ionica, rispettivamente), o mediante l’uso di un catalizzatore. Inoltre, l’applicazione dell’alta tensione viene utilizzata per ottenere polietilene cristallino a catena estesa (ECC), che si traduce in una cristallizzazione densa ma rende la trasparenza.
I catalizzatori sono spesso il metodo di scelta per ottenere materiale che presenta proprietà di polietilene desiderabili. Ad esempio, il polietilene ad altissimo peso molecolare (UHMWPE) e il polietilene ad alto peso molecolare (HMWPE) sono entrambi indotti dal catalizzatore e hanno una densità e un peso molecolare insolitamente elevati. A causa dell’elevato grado di durata, l’UHMWPE viene utilizzato per produrre varie parti di macchine, articolazioni e impianti artificiali e giubbotti antiproiettile. L’HMWPE viene utilizzato per realizzare articoli resistenti agli agenti chimici, come serbatoi di carburante e di stoccaggio.
Oltre alla densità, al peso molecolare e alla resistenza allo stress, si ritiene che altre proprietà del polietilene valutino la funzione e l’applicazione. Questi includono resistenza agli urti o agli urti, velocità di taglio – velocità di fusione e scorrimento del polimero – e resistenza all’abbassamento, che si riferisce a come il materiale resiste alla fusione e al rimodellamento. Tutti questi fattori influiscono sulle prestazioni del materiale durante la lavorazione. Inoltre, poiché gran parte della materia prima utilizzata oggi nell’industria della plastica può provenire da resine polimeriche riciclate, le proprietà del polietilene possono variare notevolmente, anche tra lotti diversi presentati come lo stesso materiale.