Propiedades del polietileno de baja densidad (PEBD)

Se conoce como polietileno de baja densidad a un polímero termoplástico de la familia de los olefínicos, formado por múltiples unidades de etileno. También es frecuente verlo nombrar por sus siglas en español (PEBD, o polietileno de baja densidad) y en inglés (LDPE, o Low Density Polyethylene)

El PEBD o LDPE es un polímero termoplástico. Esto quiere decir que a temperaturas altas se vuelve flexible o maleable, derritiéndose cuando se calienta y endureciéndose al enfriarse. Como el resto de los termoplásticos, el LDPE es perfectamente reciclable y su densidad, respecto a la del HDPE, es mucho más baja por su estructura de cadenas altamente ramificadas.

Propiedades del polietileno de baja densidad

• Densidad del HDPE: 0,93 a 0,97 g/cm3
• Polietileno de alta densidad de resistencia química: Excelente resistencia a la mayoría de los disolventes
• Muy buena resistencia a los alcoholes, ácidos diluidos y álcalis
• Resistencia moderada a los aceites y grasas
• Poca resistencia a los hidrocarburos (alifáticos, aromáticos, halogenados)
• Temperatura continua: de -50°C a +60°C, material relativamente rígido con capacidades útiles de temperatura
• Coeficiente de expansión térmica 100 – 220 x 10-6
• Resistencia al impacto sin rotura Kj/m²
• Resistencia a la tracción 0,20 – 0,40 N/mm².
• Mayor resistencia a la tracción en comparación con otras formas de polietileno
• Polímero de bajo coste con buena procesabilidad
• Buena resistencia a las bajas temperaturas
• Excelentes propiedades de aislamiento eléctrico
• Muy baja absorción de agua

Resistencia a los productos químicos:

La tabla de resistencias químicas son solamente pautas generales. Debido a que hay tantos factores que pueden afectar a la resistencia de un producto específico, debe probarse bajo las condiciones propias. Hay que tener en cuenta que la combinación reactiva de los compuestos de una o más clases, puede causar un efecto sinergístico o no deseable.

Ácido diluido – Muy alta
Álcalis diluidos – Muy alta
Aceites y grasas – Moderada
Hidrocarburos alifáticos – Poca
Hidrocarburos Aromáticos – Poca
Hidrocarburos Halogenados – Poca
Alcoholes – Muy Alta

Desventajas del PEBD

El polietileno de baja densidad o PEBD presenta las siguientes desventajas:

-Susceptible de agrietamiento por tensión
-Menor rigidez que el polipropileno
-Elevada contracción del molde
-Poca resistencia a los rayos UV y al calor

-Permeabilidad de gas (especialmente CO2)
-Imposibilidad de soldar y unir a alta frecuencia
-Sin embargo, la resistencia a la intemperie del PEBD puede mejorarse añadiendo negro de humo o aditivos que absorben los rayos UV. El negro de humo también ayuda a reforzar el material.

Aplicaciones del polietileno de baja densidad (PEBD):

Los usos del polietileno de baja densidad (LDPE) giran principalmente en torno a la fabricación de contenedores, botellas dispensadoras, botellas de lavado, tubos, bolsas de plástico para componentes informáticos y diversos equipos de laboratorio moldeados. La aplicación más popular del polietileno de baja densidad son las bolsas de plástico.

Envasado – Gracias a su bajo coste y buena flexibilidad, el PEBD se utiliza en la industria del envasado para botellas farmacéuticas y exprimibles, tapones y cierres, sellos de seguridad, forros, bolsas de basura, películas para el envasado de alimentos (congelados, productos secos, etc.), laminados, etc.

Tubos y accesorios – El polietileno de baja densidad se utiliza para fabricar tubos y mangueras de agua para la industria de tubos y accesorios debido a su plasticidad y baja absorción de agua.
Otras aplicaciones incluyen bienes de consumo – artículos para el hogar, juguetes flexibles, películas agrícolas, cableado y cables – aislantes de sub-conductores, revestimiento de cables.

¿Cómo se obtiene el polietileno de baja densidad?

El polietileno se fabrica combinando químicamente moléculas de etileno. El proceso químico bajo el que esto ocurre se llama polimerización. En él, los dobles enlaces que forman los átomos de carbono se rompen y son sustituidos por moléculas de étileno que forman largas cadenas. Además del etileno, se usa un catalizador como elemento auxiliar para la reacción química.
La polimerización se desarrolla en un reactor. En su interior la temperatura alcanza los 99ºC. La reacción comienza cuando el gas etileno que se introduce en el reactor se somete a presión (100-300 PSI). Es, entonces, cuando el gas y el catalizador se transforman en plástico.

Sin embargo, hay una parte del etileno que no polimeriza. Esta porción se enfría y se recicla en el reactor. Por el contrario, la que sí lo hace se transforma en gránulos, también llamados granzas o pellets, que se extraen por la base del reactor.

Diferencia entre el polietileno de alta y baja densidad

Al estar compuestos fundamentalmente por las mismas moléculas de etileno polimerizado, el PEBD y el PEAD comparten muchas características. Por ejemplo, ambos materiales presentan las siguientes propiedades:

• Bajo peso del material
• Resistencia a la tracción que oscila entre 0,20 y 0,40 N/mm2
• Alta resistencia al impacto
• Resistencia a los productos químicos, al vapor de agua y a la intemperie
• Alta reciclabilidad
• Bajo coste de fabricación y manufacturación
• Cuando se emplean en operaciones de moldeo por inyección, ambos materiales también demuestran lo siguiente
• Temperaturas de fusión de 180 ̊ a 280 ̊ C (355 ̊ a 535 ̊ F)
• Velocidades de inyección rápidas
• No es necesario el secado de la pieza acabada

Las similitudes en las características anteriores, entre otras, hacen que el PEBD y el PEAD sean adecuados para aplicaciones similares. Algunas de las industrias que suelen utilizar ambos materiales son:

• Automoción
• Eléctrico
• Hidráulica y neumática
• Embalaje
• Tuberías y conductos

¿Cómo se recicla el polietileno de baja densidad?

El LDPE se procesa por los métodos de conformado, como son el moldeo por inyección y extrusión. Al fundir rápidamente con el calor, se puede moldear repetidas veces sin que sus propiedades originales se alteren demasiado, pero lo hacen. Por ello no se puede reciclar más de 6 ó 7 veces, ya que durante los distintos ciclos de reprocesado va sufriendo modificaciones.

Diferencias entre el PEBD y el PEAD:

Aunque el PEBD y el PEAD comparten muchas características, sus composiciones internas son fundamentalmente diferentes, por lo que también hay muchas diferencias. Las cadenas de polímeros que componen ambos materiales están ramificadas en el LDPE, mientras que en el HDPE los polímeros tienen una estructura más cristalina. Esta diferencia en la organización de los polímeros da lugar a características distintas en cada material.

Diferencias en las características físicas

El PEBD es más blando y flexible que el PEAD. También tiene un punto de fusión más bajo (115° C) y es más transparente. En comparación con el HDPE, es más probable que se agriete bajo tensión.
El HDPE es rígido y duradero y ofrece una mayor resistencia química. Su punto de fusión más alto (135° C) le permite soportar temperaturas más altas que el PEBD. Su estructura más cristalina también da lugar a una mayor resistencia y opacidad del material.

Diferencias en la reciclabilidad

Tanto el LDPE como el HDPE son reciclables; sin embargo, deben reciclarse por separado. El PEBD se clasifica bajo el número de reciclaje 4, y el PEAD bajo el número de reciclaje 2. Dependiendo del producto, el PEBD también puede ser más difícil de reciclar, ya que es más blando y puede quedar atrapado en la maquinaria de reciclaje. El polietileno de alta densidad es más fácil de transportar y pasar por el equipo de reciclaje.

Diferencias en los métodos de producción:

El PEBD se produce comprimiendo gas etileno monómero en un autoclave o reactor tubular para facilitar la polimerización, es decir, la unión de los monómeros en cadenas de polímeros.
El HDPE se crea calentando el petróleo a temperaturas muy altas. Este proceso libera los monómeros del gas etileno, que luego se combinan para formar cadenas de polímeros.