(PE) polietilén
(polietén, Ziegler-eljárás, Phillips-eljárás, LDPE, low density, alacsony sűrűségű, MDPE, middle density, közepes sűrűségű, HDPE, high density, nagy sűrűségű, UHMWPE, PE-UHMW, ultra-high-molecular-weight polyethylene, ultranagy molekulatömegű polietilén, nagy modulusú polietilén, HMPE, high-modulus polyethylene)

(C₂H₄)_n.
Az egyik legelterjedtebb polimerizációs műanyag.

A polietilén egy részletének molekulaképe felül golyó és pálcika alul térkitöltéses megjelenítésben. A valóságban a lánc 100 ... 10.000 etilén molekulából áll. A Polieten.pdb koordináta fájl térben megjeleníthető a https://sourceforge.net/projects/openrasmol/ címről letölthető molekulamegjelenítő programmal

Előállítás
Etilénből nagy nyomáson vagy megfelelő katalizátor jelenlétében.

H₂C=CH₂ + H₂C=CH₂ = H₂C=CH-CH₂CH₃
H₂C=CH-CH₂CH₃ + H₂C=CH₂ = H₂C=CH-CH₂CH₂CH₂CH₃, stb.

A nagy sűrűségű polietilén előállítására a Phillips-eljárást használják 30 atmoszféra nyomáson, 150°C hőmérsékleten történik szilícium-dioxid és aluminium-oxid hordozón elhelyezett króm(III)-oxid katalizátorral.

Karl Ziegler német kémikus 1953-ban vezette be a róla elnevezett eljárást, amivel lehetővé tette a nagysűrűségű polietén korábbinál alacsonyabb hőmérsékleten (60°C) és nyomáson (körülbelül 1 atmoszféra) történő gyártását titán(IV)-klorid (TiCl₄) és alumínium-alkil (pl. trietil-aluminium / Al(C₂H₅)₃, trimetil-aluminium / C₆H₁₈Al₂) katalizátorok alkalmazásával.
Az így előállított polietilén több egyenes láncú molekulát tartalmaz, ez a terméket merevebbé tette és az olvadáspontja is magasabb lett, mint a korábbi, alacsony sűrűségű polieténé.
1954-ben az eljárást Giulio Natta továbbfejlesztette.

Fizikai és kémia tulajdonságok
Fehér, szilárd anyag.
Olvadáspont: 85-140°C
Sűrűség: 0.91-0.96 g/cm³
Éghető.
Hőre lágyuló, polimerizációs, fonalas szerkezetű, mesterséges úton előállított műanyag.
100 ... 10.000 etilén molekulából álló polimer.
Jó szigetelő.
Amorf részeinek üvegesedési hőmérséklete alacsony (kb. -80°C) így fagyállósága jó.
Vegyszerállósága nagyon jó, szobahőmérsékleten nincs oldószere. Alifás és aromás szénhidrogénekben magasabb hőmérsékleten (60°C felett) oldódik.
Híg savak és lúgok oldatainak ellenáll, tömény savak (elsősorban selétromsav) magasabb hőmérsékleten roncsolják.
Vízfelvétele kicsi (30 nap alatt 20°C-n 0,01-0,04%).
Apoláros szerkezete és kis vízfelvétele következtében kitűnő dielektromos tulajdonságai vannak (nagyfrekvenciás szigetelő).
Gőz- és gázáteresztése kicsi.
A fizikai és kémiai tulajdonságok a molekulatömegtől függően is változnak.
A hőlebomlása 290°C-nál kezdődik.
Hevesen reagál fluorral.
Reagál erős savakkal, erős oxidáló szerekkel.
A polietilén sok tulajdonsága a sűrűségével jelentősen változik, ezért a gyakorlatban is ennek megfelelőn csoportosítják leginkább a polietilén típusokat:
- alacsony sűrűségű LDPE (low density) polietilén
Elágazott szerkezető, rugalmasabb mint a nagy sűrűségű HDPE polietilén.
- közepes sűrűségű MDPE (middle density) polietilén
- nagy sűrűségű HDPE (high density) polietilén.
Lineáris szerkezetű, kristályossági foka és sűrűsége nagyobb, olvadáspontja magasabb (125-135°C), szilárdsági értékei jobbak, mint az elágazott szerkezetű kis sűrűségű polietiléné (LDPE).
- ultranagy molekulatömegű polietilén, UHMWPE, PE-UHMW, ultra-high-molecular-weight polyethylene, nagy modulusú polietilén, HMPE, high-modulus polyethylene
Rendkívül hosszú molekulaláncú (3,5 - 7 millió atomtömegű) termoplasztikus polietilén.

Hátrányos tulajdonságai:
Viszonylag gyenge termikus és szilárdsági jellemzői
Erős feszültségkorróziós hajlama. (Mechanikai feszültség és vegyszerek együttes hatásakor lép fel és a PE megrepedéséhez vezet. A feszültségkorróziót különösen a felületaktív anyagok - pl. szappanok - váltják kiamelyeknek a PE feszültségmentes állapotban korlátlanul ellenáll.)

Felhasználás
Rengeteget használnak belőle világszerte.
Fröccsöntéssel, extrudálással, fúvással állítanak elő belőle számtalan terméket.

Fóliaként:
Hordtáskák, tasakok, szemeteszsákok, nehézzsákok, ipari zsákok, többrétegű zsákok bélelése.
Csomagolótasakok mélyhűtött élelmiszerekhez, gabona- és sütőipari termékekhez.
Élelmiszer- és gyógyszer csomagolóanyagok, papírbevonatok.
(A milliószámra használt "nájlon zacskók" szinte mind polietilénből készülnek.)

Száltípusok:
Elemi szálak szúnyoghálókhoz, halászhálókhoz és kötelekhez.
Repesztett szálak szőtt zsákok, műszaki textíliák és zsinegek gyártásához.

Fröccsöntött termékek:
Vékony falú üreges testek, flakonok.
Tálcák, rekeszek, tárolóedények, fröccsöntött üzemanyagtartályok, fedelek, töltőcsövek. Mezőgazda-
sági és ipari konténerek, hordók, kannák, ülések.

Cső- és profilextrúziós termékek: olaj- és gázvezetékek, ivóvíz-vezetékek, ipari csővezetékek.
(A gázvezetékek csöveit is mostanában szinte kizárólag polietilénből készítik.)

Kábelszigetelések: telefonkábelek érszigetelése 45-55% habosítási fokkal.

Hőszigetelések: polifoam hab termékek (pl. matracok, csőhéjak, stb.)

Az ultranagy molekulatömegű polietilént többek között kopásálló alkatrészek (pl. láncvezetők), fogakerekek, tömítések, testpáncélok, orvosi implantátumok gyártására használják.

Felhasznált irodalom