Le polyéthylène (PE) a été synthétisé pour la première fois accidentellement par le chimiste allemand Hans von Pechmann lors d'un processus expérimental, ce qui a marqué le début d'un nouveau domaine dans la synthèse des polymères. Le polyéthylène possède de nombreuses variétés, généralement classées selon leurs différences de densité en polyéthylène basse densité (PEBD), polyéthylène haute densité (PEHD), polyéthylène linéaire basse densité (PEBDL) et autres produits aux propriétés spéciales.
1.1 Polyéthylène basse densité (PEBD)
Le polyéthylène basse densité est le type de polyéthylène industrialisé le plus précoce et est également connu sous le nom de polyéthylène basse densité haute pression. Le polyéthylène obtenu présentait une excellente transparence et flexibilité, représentant la première grande avancée historique dans la technologie de polymérisation de l'éthylène.
Le PEBD a une faible densité et présente une bonne résistance aux chocs et aux basses températures. Il possède également d'excellentes propriétés de fluidité et d'isolation électrique, une faible perméabilité à la vapeur d'eau et des propriétés chimiques stables. Sauf pour les acides oxydants forts, le PEBD résiste généralement à la corrosion des acides, des bases et des sels. Le PEBD est largement utilisé dans la production de films d'emballage, de films agricoles et d'autres produits. Sa première application commerciale était comme revêtement isolant pour les fils électriques. Cependant, le PEBD a généralement une cristallinité relativement faible, une résistance mécanique médiocre et une résistance thermique limitée.
Le PEBD est utilisé dans la production de produits moulés par injection, de matériaux d'emballage pharmaceutiques et alimentaires, de produits creux moulés par soufflage et d'équipements médicaux. Cependant, son application principale concerne les produits en film, tels que les films agricoles et les films d'emballage.
1.2 Polyéthylène haute densité (PEHD)
Le polyéthylène haute densité est une résine thermoplastique non polaire hautement cristalline. Il est généralement produit par polymérisation à l'aide de catalyseurs Ziegler-Natta. Le processus est réalisé dans des réacteurs tubulaires ou à cuve agitée à basse pression, utilisant l'éthylène comme matière première et l'oxygène ou les peroxydes organiques comme initiateurs pour favoriser la réaction de polymérisation.
Dans des conditions normales, le PEHD se présente sous forme de poudre blanche ou de produit granulé. Il est non toxique et inodore, avec une densité comprise entre 0,940 et 0,976 g/cm³ et une cristallinité de 80 % à 90 %. Sa température de service peut atteindre 100 °C. Comparé au PEBD, le PEHD présente une dureté, une résistance à la traction et une résistance au fluage supérieures. Il présente également une excellente résistance à l'usure, des propriétés d'isolation électrique, une ténacité et une résistance aux basses températures. Le PEHD a une bonne stabilité chimique ; à température ambiante, il est insoluble dans les solvants organiques et résiste à la corrosion des acides, des bases et de divers sels. Les films en PEHD ont une faible perméabilité à la vapeur d'eau et à l'air, ainsi qu'une faible absorption d'eau.
Différents grades de PEHD sont produits en ajustant de manière appropriée quatre variables : la densité, la masse moléculaire relative, la distribution des masses moléculaires et les additifs, permettant au matériau d'atteindre différentes caractéristiques de performance pour diverses applications. En raison de ses propriétés uniques, le PEHD est largement utilisé dans les applications industrielles et quotidiennes. Il a une rigidité diélectrique élevée, ce qui le rend adapté aux fils et câbles électriques, et il conserve une excellente résistance aux chocs même à basse température.
1.3 Polyéthylène linéaire basse densité (PEBDL)
Le polyéthylène linéaire basse densité est produit par copolymérisation de l'éthylène avec des comonomères tels que le 1-butène et le 1-hexène dans des conditions de polymérisation utilisant des catalyseurs Ziegler-Natta hautement efficaces. La densité du LLDPE varie généralement de 0,915 à 0,940 g/cm³.
Les produits en LLDPE sont non toxiques, inodores et se présentent sous forme de granulés blanc laiteux. Comparé au LDPE, le LLDPE possède une résistance plus élevée, une plus grande rigidité, une ténacité améliorée, une meilleure résistance au froid et à la chaleur, ainsi qu'une excellente résistance à la déchirure et à la fissuration sous contrainte environnementale. Il résiste également aux acides, aux bases et aux solvants organiques.
Le LLDPE présente d'excellentes propriétés mécaniques, une stabilité chimique et des performances de transformation. Les films produits à partir de LLDPE ont une résistance élevée à la déchirure, une forte résistance à la fissuration sous contrainte, une excellente résistance à l'impact par chute de fléchette, une résistance à la déchirure et des propriétés optiques. Par conséquent, le LLDPE peut être utilisé comme couche de protection pour les câbles.
Actuellement, le LLDPE occupe une part importante du marché traditionnel du polyéthylène. Ses applications incluent les tuyaux, les produits moulés, les câbles et les films, avec des avantages particulièrement marqués dans le domaine des films d'emballage.
