Connaissez vos matériaux :Polyéthylène (PE)

Le polyéthylène (PE) est un thermoplastique cristallin variable bien connu pour sa polyvalence. Le chimiste allemand Hans von Pechmann a découvert le polyéthylène par accident en 1898 alors qu'il tentait de créer une version plus stable du diazométhane. Eric Fawcett et Reginald Gibson ont synthétisé pour la première fois le polyéthylène à usage industriel en 1933, et la production à grande échelle de polyéthylène basse densité a commencé six ans plus tard. Dans les années 1950, des catalyseurs ont été découverts qui amélioraient l'aspect polymérisation de la production de polyéthylène, ce qui a relancé la production de polyéthylène haute densité pour les vingt années suivantes et au-delà.

Aujourd'hui, le polyéthylène est un aliment de base de l'industrie manufacturière et plus de 100 millions de tonnes sont produites chaque année. Voici tout ce que vous devez savoir sur le polyéthylène, de sa fabrication à ses applications les mieux adaptées.

Comment est fabriqué le polyéthylène ?

Le polyéthylène est fabriqué via le processus de polymérisation. Les carburants hydrocarbonés sont distillés en groupes plus légers appelés monomères, qui sont ensuite mis en contact avec un catalyseur pour démarrer le processus de polymérisation. La polymérisation de coordination, qui implique des chlorures et des oxydes métalliques, est la plus courante, mais le polyéthylène peut également être produit à l'aide du processus de polymérisation radicalaire.

Le polyéthylène est disponible dans de nombreux types, qualités et formulations avec différentes propriétés. Les types de polyéthylène les plus courants peuvent être divisés en versions ramifiées, en versions linéaires et en polyéthylènes réticulés. Les versions ramifiées populaires incluent le polyéthylène basse densité (LDPE) et le polyéthylène linéaire basse densité (LLDPE), tandis que les versions linéaires populaires incluent le polyéthylène haute densité (HDPE) et le polyéthylène à poids moléculaire ultra élevé (UHMWPE).

LDPE

Ce thermoplastique semi-rigide et flexible a une bonne résistance aux intempéries, une résistance élevée aux chocs et d'excellentes propriétés d'isolation électrique. Les propriétés d'écoulement uniques du LDPE le rendent idéal pour la fabrication de sacs à provisions et de films plastiques. Même si le polyéthylène basse densité est très ductile, il a une très faible résistance à la traction, comme en témoigne son élasticité. Comme le HDPE, ce matériau a une faible résistance à la chaleur - en fait, il est hautement inflammable - ce qui limite son utilisation dans les applications à haute température.

LLDPE

Ce type de polyéthylène est flexible avec une bonne résistance aux contraintes, aux fissures, aux chocs et aux produits chimiques. Il a également une grande résistance aux chocs. Le LLDPE est structurellement similaire au LDPE et peut même le remplacer dans certaines applications, mais le LLDPE présente quelques avantages clés. Les propriétés du LLDPE peuvent être modifiées en ajustant la formule du polymère, et sa production demande moins de main-d'œuvre que le LDPE. Ce polyéthylène est principalement utilisé pour fabriquer différents types de films.

PEHD

Contrairement au LDPE et au LLDPE, le polyéthylène haute densité a une structure linéaire et peu ou pas de ramification. Il est flexible mais toujours rigide, résistant aux intempéries et résiste aux basses températures. Le PEHD a une bonne résistance aux UV et est parfois utilisé dans les meubles d'extérieur. Il a également une résistance à la traction plus élevée que les autres formes de polyéthylène. Le PEHD est fréquemment utilisé dans les cartons de lait en plastique, les poubelles, les planches à découper et même les bouteilles de détergent à lessive. Cependant, il est sujet à la fissuration sous contrainte et a une faible résistance à la chaleur.

UHMWPE

Il s'agit d'un type de polyéthylène extrêmement dense, encore plus dense que le HDPE. Ce matériau peut être filé en fils plus résistants que l'acier, et il est fréquemment utilisé pour créer des gilets pare-balles et d'autres équipements haute performance. Il possède d'excellentes propriétés mécaniques et est principalement inerte, ce qui le rend adapté à une utilisation dans les environnements les plus corrosifs.

XLPE

Le polyéthylène réticulé haute densité (XLPE) est un polyéthylène réticulé conçu spécifiquement pour des applications critiques telles que les systèmes de tuyauterie de stockage de produits chimiques et l'isolation des câbles électriques haute tension. Il est résistant à l'hydrolyse et approuvé pour l'eau potable avec une excellente résistance à l'abrasion et des propriétés électriques.

Propriétés et spécifications mécaniques du polyéthylène

Généralement, les polyéthylènes ont une excellente résistance aux produits chimiques et aux chocs, de bonnes propriétés électriques et un faible coefficient de frottement. Ils sont également abordables, légers et hautement usinables. Les propriétés mécaniques du polyéthylène varient selon le type. Par exemple, les spécifications mécaniques du LDPE sont les suivantes :

• Résistance à la traction à 72 °F :1 400 psi
• Module de traction :57 000
• Allongement à la rupture :100 %
• Module de flexion :29 000 psi
• Dureté Shore (D) :D45

Les équipes produit doivent savoir que le polyéthylène est toxique sous sa forme liquide. Il peut être très nocif s'il est inhalé ou absorbé par la peau. Les autres inconvénients du polyéthylène sont avant tout environnementaux, car ce n'est pas le matériau le plus écologique du marché. Par exemple, le LDPE et le HDPE ne sont pas très biodégradables, et comme ils sont fabriqués à partir d'hydrocarbures et de combustibles fossiles, ils ne sont pas durables.

Pourquoi choisir le polyéthylène ?

Les ingénieurs et les équipes de produits de diverses industries choisissent le polyéthylène lorsqu'ils veulent un plastique de base incroyablement polyvalent et utile. Il est abordable, facile à usiner et compatible avec des processus de fabrication éprouvés comme le moulage par injection et l'usinage CNC.

Le polyéthylène dépasse également les autres plastiques comme le polyuréthane en ce qui concerne les applications. Des films aux contenants en passant par les jouets en plastique, le polyéthylène se retrouve dans la plupart des biens de consommation que vous utilisez aujourd'hui. D'autres applications populaires incluent les articulations artificielles dans la fabrication de dispositifs médicaux, les réservoirs de carburant automobiles, toutes sortes d'emballages, ainsi que les tuyaux et raccords.

Commencer avec le plastique polyéthylène

Avec tous les différents types de plastique polyéthylène sur le marché, vous pouvez être sûr qu'il existe un type de PE qui est parfait pour votre pièce. Pourtant, il y a beaucoup d'options parmi lesquelles choisir, et les tableaux de matériaux ne vont pas plus loin pour vous aider à faire votre choix. Comment pouvez-vous vous assurer que vous prenez la bonne décision ? Un partenaire de fabrication expérimenté peut vous éclairer sur le processus de sélection des matériaux.

Lorsque vous vous associez à Fast Radius, vous vous associez à une équipe de fabrication qui vous accompagnera tout au long du processus de production, en commençant par la sélection des matériaux. Nous vous aidons à déterminer quel type de plastique polyéthylène convient le mieux à votre pièce et vous fournissons l'expertise nécessaire pour faire passer votre pièce au niveau supérieur. Prêt à commencer? Contactez-nous dès aujourd'hui.

Pour des guides détaillés sur le choix d'un matériau de moulage par injection, les bioplastiques PLA et les meilleurs matériaux résistants à la corrosion, et plus encore, consultez notre centre de ressources.

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