Química

Catálisis homogénea


Polimerización de etileno: tipos de polímeros y especificaciones de proceso

Producción

En 1995, la producción anual mundial de plásticos fue de aproximadamente 114 millones de toneladas. Aproximadamente la mitad de esto estaba compuesto por polietileno (PE) y polipropileno (PP) en una proporción de aproximadamente.Para el polietileno, la proporción de LDPE: HDPE: LLDPE es aproximadamente solo una proporción de aproximadamente el 30% se prevé para 2005.

Tipos de polímeros

Está claro que el mecanismo de polimerización determina en gran medida las propiedades del polímero. Una polimerización radical de eteno conduce a polímeros altamente ramificados que son amorfos y tienen una densidad baja (LDPE: polietileno de baja densidad; valor límite para PE 100% amorfo: 0,88 GRAMOcm-3) exhibición. La polimerización coordinativa da como resultado polímeros lineales de alta cristalinidad y densidad (HDPE: polietileno de alta densidad; valor límite para PE 100% cristalino: 1,00 GRAMOcm-3). La copolimerización de eteno con olefinas da un polímero lineal con ramas cortas llamado LLDPE (polietileno lineal de baja densidad).

Las propiedades de los tres tipos de polietileno característicos (LDPE: Repsol PE077 / A; HDPE: Hoechst GD-4755; LLDPE: BP LL0209) se resumen a continuación (entre paréntesis: rango característico):

Tab.1
Propiedades de los tres tipos característicos de polietileno.
Tipo de PELDPEHDPELLDPE
Densidad [GRAMOcm-3]0,924 (0,915 - 0,935)0,961 (0,940 - 0,970)0,922 (0,900 - 0,970)
Cristalinidad [%]406740
Punto de fusion [° C]110131122
masa molar METRO.W. [kgmol-1]879696
Ramas cortas [número de grupos metilo por 1000 átomos de carbono]231,226
Módulo de elasticidad [MPa]240 (alta elasticidad)885 (alta rigidez)199 (alta elasticidad)

Especificaciones de proceso

La siguiente tabla muestra los parámetros de proceso típicos para la síntesis técnica de HDPE y LDPE. Para la catálisis coordinativa, además del proceso de baja presión con catalizadores Ziegler-Natta, también se menciona el proceso de presión media, que fue desarrollado por Phillips Petroleum Company aproximadamente al mismo tiempo que el proceso Ziegler. Los catalizadores de Phillips se obtienen aplicando un cromato o un éster de ácido crómico a un portador de silicato con posterior reducción (probablemente a Cr (II)). Los catalizadores de este tipo permiten la polimerización de eteno en el lecho fluidizado, es decir, en la fase gaseosa, sin el uso de un disolvente.

Tab.2
Parámetros de proceso
Proceso de baja presiónProceso de media presión (Phillips-Petroleum-Comp.)Proceso de alta presión (ICI)
mecanismoPolimerización coordinativaPolimerización coordinativaPolimerización por radicales libres
CatalizadorTiCl4/ AlEt3Cr (VI) óxido / aluminosilicato0.05 - 0.1% de oxígeno (iniciador)
presión pag [bar]1 - 10351000-2000
temperatura T [° C]70150 - 180200
masa molar METRO.W. [kgmol-1]50 - 1005 - 20> 10
estructuraalta cristalinidad, lineal no ramificadoalta cristalinidad, lineal no ramificadode cadena larga, ramificada
Tipo de polímeroHDPE (polietileno de alta densidad)HDPE (polietileno de alta densidad)LDPE (polietileno de baja densidad)


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