Conocimiento de moldeo rotacional para PE (polietileno) y materiales compuestos

El polietileno es un compuesto de alto peso molecular formado por la polimerización por adición de etileno. El peso molecular real varía entre 10.000 y varios millones dependiendo de las condiciones de polimerización. El polietileno inventado fue polietileno de baja densidad obtenido por el método de alta presión, con una gravedad específica de 0,910-0,925g/cm3. El polietileno obtenido por métodos de baja y media presión tiene una gravedad específica de 0,941-0,965 g/cm3, lo que se denomina polietileno de alta densidad. El polietileno es un material blanco ceroso translúcido, suave y resistente, ligeramente alargado, no tóxico, inflamable y se derrite y gotea al quemarse, desprendiendo olor a parafina quemada. Las propiedades del polietileno están relacionadas con su peso molecular y su cristalinidad.
Muchas propiedades mecánicas del polietileno están determinadas por la densidad y el índice de fusión del material. Desde polietileno de baja densidad hasta polietileno de alta densidad, la densidad varía en el rango de 0,90-0,96 g/cm3. El índice de fusión (índice de flujo de fusión) del polietileno varía mucho, desde 0,3 hasta más de 25,0. Muchas propiedades importantes del polietileno varían según la densidad y el índice de fusión.
La temperatura de transición vítrea del material de polietileno es relativamente baja, 125°C, pero puede mantener sus propiedades mecánicas en un amplio rango de temperaturas. El punto de fusión de equilibrio del polietileno lineal de alto peso molecular es 137°C, pero generalmente es difícil alcanzar el punto de equilibrio. Normalmente, el rango del punto de fusión durante el procesamiento es de 132-135°C. La temperatura de ignición del polietileno es 340°C, la temperatura de autoignición es 349°C y la temperatura de ignición de su polvo es 450°C. El índice de fusión del polietileno está determinado por su peso molecular. Cuando se mezclan materiales de polietileno de diferentes pesos moleculares, su índice de fusión también toma un valor determinado según una regla determinada.
El polietileno es resistente al agua y sus propiedades físicas permanecen inalteradas en condiciones de alta humedad o agua. El ácido sulfúrico concentrado, el ácido nítrico concentrado y otros oxidantes corroerán lentamente el polietileno. En los hidrocarburos alifáticos, los hidrocarburos aromáticos y los hidrocarburos clorados, el polietileno se hinchará, pero las propiedades originales se pueden restaurar después de que el agente hinchante se evapore. Por debajo de 60°C, el polietileno puede resistir solventes, pero los solventes de hidrocarburos corroerán rápidamente el polietileno cuando la temperatura sea superior a 70°C. Cuando la temperatura continúa aumentando, el polietileno se disolverá en ciertos disolventes. El polietileno separado de la solución forma un estado pastoso o coloidal después del enfriamiento, dependiendo de la temperatura.
El polietileno es susceptible a la fotooxidación, oxidación térmica, descomposición del ozono y halogenación. Debido a su inercia química y su superficie no polar, el polietileno es difícil de unir e imprimir. Sin embargo, después de ser tratado con oxidantes, llamas y descarga de corona, el polietileno tiene buenas propiedades de adhesión e impresión.
Cuando se irradia polietileno, se producen reacciones de reticulación, rotura de cadena y formación de grupos insaturados, pero la reacción principal es la reticulación. Cuando el polietileno se irradia en un gas inerte, se produce un desbordamiento de hidrógeno y pierde peso; cuando el polietileno se irradia en el aire, gana peso debido a la adición de oxígeno. Después de la irradiación, se añaden grupos insaturados a las moléculas de polietileno, lo que da como resultado una estabilidad oxidativa reducida. Cuando se irradia, la reacción de reticulación del polietileno se produce en reacciones de ruptura de cadena y formación de grupos insaturados. La reacción de reticulación puede mejorar la resistencia a la intemperie del polietileno, por lo que los productos de polietileno irradiados tienen mejor resistencia a la intemperie que los productos de polietileno no irradiados.
El polietileno se degrada lentamente bajo la acción del oxígeno del aire y este proceso se acelera por el calor, los rayos ultravioleta y la radiación de alta energía. Las características de la degradación y el envejecimiento son la pérdida de fragilidad e incluso daños en los productos. El negro de carbón tiene un importante efecto protector contra la luz sobre el polietileno. Agregar un 2% de negro de carbón puede aumentar eficazmente la vida útil de los productos de polietileno. Además del negro de carbón, añadir ciertos absorbentes ultravioleta al polietileno también puede desempeñar un papel antienvejecimiento.
El plástico de polietileno tiene una conductividad térmica deficiente. Para permitir que el calor se transfiera rápidamente a todo el volumen de partículas de polvo plástico durante el moldeo rotacional, el tamaño de partícula del polvo de polietileno utilizado para el moldeo rotacional debe cumplir ciertos requisitos. Cuanto más pequeñas sean las partículas, más fácil será transferir calor y más fácil será que la temperatura del material alcance su punto de fusión. Sin embargo, si las partículas son demasiado pequeñas, el material absorbe fácilmente la humedad y los aglomerados, lo que no favorece el movimiento giratorio en el molde. Los plásticos de polietileno que se compran en el mercado suelen ser gránulos, que deben molerse y tamizarse para cumplir con los requisitos del proceso de moldeo rotacional.
El polietileno es un plástico de alta tenacidad. Cuando se procesan mediante un molinillo convencional, sus gránulos se rasgan hasta adoptar una forma que no favorece la molienda nuevamente. La trituración de gránulos de polietileno requiere equipos especiales de trituración de alta velocidad.