Polyéthylène - Définition

Introduction

Polyéthylène
Général
Nom IUPAC
Synonymes	Polyéthène, Homopolymère d'éthylène, PE
No CAS	9002-88-4
SMILES
Apparence	solide de forme variable blanc
Propriétés physiques
T° transition vitreuse	~ -110 °C (transition γ)
T° fusion	85 à 140 °C
Masse volumique	0,91–0,96 g·cm-3
T° d’auto-inflammation	330 à 410 °C
Point d’éclair	341 °C
Propriétés électroniques
constante diélectrique	2,3 (1 kHz, 23 °C)
Précautions
Classification du CIRC
Groupe 3 : Inclassable quant à sa cancérogénicité pour l'Homme
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Le polyéthylène, ou polyéthène (sigle générique PE), est un des polymères les plus simples et les moins chers. Il appartient à la famille des polyoléfines.

C'est le plus important polymère de synthèse, devant le PP, le PVC et le PS. Sa production mondiale était d'une quarantaine de millions de tonnes en 2003.

Sa température de transition vitreuse très basse (voisine de -110 °C) et sa température de fusion pouvant atteindre 140 °C font prévoir un intervalle de température d'utilisation comme plastique relativement vaste. Sa nature paraffinique explique sa grande inertie chimique.

Il existe différents types de polyéthylène (dont les homopolymères LDPE et HDPE) et des copolymères (LLDPE, par exemple).

Production

Son nom vient du fait qu'il est obtenu par polymérisation des monomères d'éthylène (CH₂ = CH₂) en une structure complexe de formule générique :

− (CH₂ − CH₂)_n − .

Le polyéthylène est la seule polyoléfine qui puisse être préparée par voie radicalaire.

Le polyéthylène est surtout issu de la pétrochimie. En juin 2007, la compagnie brésilienne Braskem a annoncé la certification d'un polyéthylène vert, synthétisé à partir d'éthanol issu de canne à sucre.

Propriétés

Granulés de copolymère LLDPE

Le polyéthylène est un polymère thermoplastique, translucide, chimiquement inerte (il est plus résistant aux oxydants forts que le polypropylène), facile à manier et résistant au froid.

Les trois principales familles de PE sont le HDPE (PE haute densité), le LDPE (PE basse densité) et le LLDPE (PE à basse densité linéaire).
Le LDPE est plus ramifié que le HDPE, ce qui signifie que les chaînes ne s'assemblent moins bien entre elles. Les forces intermoléculaires de type Van der Waals sont donc plus faibles. Il en résulte un taux de cristallinité moindre, une plus faible densité, une malléabilité et une résistance aux chocs plus élevées. En revanche, le HDPE est plus rigide.

• Le LDPE est obtenu par polymérisation radicalaire vinylique sous très haute pression, et possède une masse molaire de l'ordre de 200 000 à 500 000 (mais elle peut être beaucoup plus élevée).
• Les autres PE peuvent être obtenus par une méthode de synthèse plus complexe et plus chère : la polymérisation Ziegler-Natta.