Clasificación de alta y baja densidad de los polimeros

Polietileno de baja y alta densidad

El polietileno es un polímero formado por largas cadenas del monómero etileno (nombre IUPAC: eteno). El nombre científico recomendado “polietileno” se deriva sistemáticamente del nombre científico del monómero[1][2] En determinadas circunstancias, es útil utilizar una nomenclatura basada en la estructura. En estos casos, la IUPAC recomienda el poli(metileno)[2]. La diferencia se debe a la “apertura” del doble enlace del monómero durante la polimerización.

En la industria de los polímeros, el nombre se acorta a veces a PE, de forma similar a como se acortan otros polímeros como el polipropileno y el poliestireno a PP y PS, respectivamente. En el Reino Unido, el polímero se denomina comúnmente polietileno, aunque no está reconocido científicamente.

El polietileno se crea mediante la polimerización del eteno. Puede producirse mediante polimerización radical, polimerización por adición aniónica, polimerización por coordinación iónica o polimerización por adición catiónica. Esto se debe a que el eteno no tiene grupos sustituyentes que influyan en la estabilidad de la cabeza de propagación del polímero. Cada uno de estos métodos da lugar a un tipo diferente de polietileno.

Densidad del polímero

Antes de los primeros años de la década de 1920, los químicos dudaban de la existencia de moléculas con pesos moleculares superiores a unos pocos miles. Este punto de vista limitado fue cuestionado por Hermann Staudinger, un químico alemán con experiencia en el estudio de compuestos naturales como el caucho y la celulosa. En contraste con la racionalización predominante de estas sustancias como agregados de pequeñas moléculas, Staudinger propuso que estaban formadas por macromoléculas compuestas por 10.000 o más átomos. Formuló una estructura polimérica para el caucho, basada en una unidad repetitiva de isopreno (denominada monómero). Por sus aportaciones a la química, Staudinger recibió el Premio Nobel en 1953. Los términos polímero y monómero derivan de las raíces griegas poly (muchos), mono (uno) y meros (parte).

El reconocimiento de que las macromoléculas poliméricas constituyen muchos materiales naturales importantes fue seguido por la creación de análogos sintéticos con diversas propiedades. De hecho, las aplicaciones de estos materiales como fibras, películas flexibles, adhesivos, pinturas resistentes y sólidos resistentes pero ligeros han transformado la sociedad moderna. En los siguientes apartados se analizan algunos ejemplos importantes de estas sustancias.

Ldpe vs hdpe

El polietileno de baja densidad (LDPE) es un termoplástico fabricado a partir del monómero etileno. Fue el primer grado de polietileno, producido en 1933 por Imperial Chemical Industries (ICI) mediante un proceso de alta presión a través de la polimerización por radicales libres[1]. La EPA estima que el 5,7% del PEBD (código de identificación de la resina 4) se recicla en Estados Unidos[2] A pesar de la competencia de polímeros más modernos, el PEBD sigue siendo un grado de plástico importante. En 2013, el mercado mundial de PEBD alcanzó un volumen de unos 33.000 millones de dólares[3].

El PEBD se define por un rango de densidad de 917-930 kg/m3.[4] A temperatura ambiente no es reactivo, excepto a los oxidantes fuertes; algunos disolventes hacen que se hinche. Puede soportar temperaturas de 65 °C (149 °F) de forma continuada[4] y 90 °C (194 °F) durante un corto periodo de tiempo. Se fabrica en variaciones translúcidas y opacas, y es bastante flexible y resistente.

El PEBD tiene más ramificaciones (en aproximadamente el 2% de los átomos de carbono) que el PEAD, por lo que sus fuerzas intermoleculares (atracción instantánea-dipolar inducida) son más débiles, su resistencia a la tracción es menor y su resiliencia es mayor. Las ramificaciones laterales hacen que sus moléculas estén menos empaquetadas y sean menos cristalinas, por lo que su densidad es menor.

Polietileno de alta densidad

El objetivo de este trabajo fue reconocer diferentes copos de polímeros de residuos plásticos mezclados mediante una innovadora estrategia de clasificación jerárquica basada en imágenes hiperespectrales, con especial referencia al polietileno de baja densidad (LDPE) y al polietileno de alta densidad (HDPE). Una evaluación de la composición de los residuos plásticos, que incluya también la identificación del LDPE y el HDPE, puede ayudar a definir estrategias óptimas de reciclaje para el control de la calidad del producto. La correcta manipulación de los residuos plásticos es esencial para su posterior recuperación “sostenible”, maximizando el rendimiento de la clasificación en particular para los plásticos con características similares como el PEBD y el PEAD. Para la investigación se eligieron cinco muestras diferentes de residuos plásticos: polipropileno (PP), LDPE, HDPE, poliestireno (PS) y policloruro de vinilo (PVC). Se realizó un conjunto de datos de calibración utilizando los correspondientes polímeros vírgenes. Así, se aplicaron imágenes hiperespectrales en el rango infrarrojo de onda corta (1000-2500 nm) para evaluar los diferentes atributos espectrales de los plásticos finalizados para realizar su reconocimiento/clasificación. Tras explorar las diferencias espectrales de los polímeros mediante el análisis de componentes principales (PCA), se construyó un modelo de análisis discriminante jerárquico de mínimos cuadrados parciales (PLS-DA) que permitió reconocer los cinco polímeros diferentes. La metodología propuesta, basada en la clasificación jerárquica, es muy potente y rápida, permitiendo reconocer los cinco polímeros diferentes en un solo paso.

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