La resistenza chimica dei polimeri ai reagenti inorganici, come acidi e alcali, è molto elevata. Tuttavia, sono vulnerabili ad alcuni solventi organici, soprattutto se chimicamente simili alle unità strutturali che li costituiscono. L'attacco comporta un rammollimento, un rigonfiamento e infine una dissoluzione. I polimeri cristallini sono più resistenti a questi composti rispetto ai materiali amorfi della stessa composizione chimica, grazie all'impacchettamento intercatena che ostacola la penetrazione del solvente o di altri reagenti.
La struttura non polare dell'HDPE gli consente di mantenere un'elevata resistenza agli attacchi chimici. In generale, questa resistenza migliora con l'aumentare della densità e del peso molecolare.
Il modo per misurare questo comportamento è quello di considerare alcuni cambiamenti nei campioni a contatto con la sostanza in esame; questi cambiamenti sono il rigonfiamento, la perdita di peso o l'allungamento a rottura.
Questa plastica resiste molto bene agli acidi forti (non ossidanti) e alle basi forti. A livelli superiori a 60°C, il materiale resiste a molti solventi, ad eccezione degli idrocarburi aromatici e alogenati, degli oli, dei grassi e delle cere che inducono rigonfiamento, minore con i solventi alifatici.
L'HDPE è parzialmente o totalmente solubile in alcuni casi estremi, ad esempio in benzene o xilene al punto di ebollizione. Gli alogeni e le sostanze altamente ossidanti attaccano questa plastica, ad esempio gli acidi inorganici concentrati come l'acido nitrico, l'acido solforico, l'acido perclorico, ecc.
La variazione delle qualità di tale plastica dovuta ai composti citati e, in generale, a qualsiasi sostanza dipende da diversi fattori: concentrazione, tempo di esposizione, peso molecolare, sollecitazioni residue della trasformazione o indotte meccanicamente, principalmente.
Proprietà meccaniche
Le proprietà meccaniche di un materiale si riferiscono alla sua capacità di resistere alle forze, al modo in cui si deforma e cede a tali forze. Le proprietà meccaniche dell'HDPE dipendono quindi essenzialmente dalla sua struttura, che comprende la distribuzione del peso molecolare, il peso molecolare e la cristallinità. Ma dipendono anche da fattori esterni come la temperatura, l'ambiente chimico e il tempo, quest'ultimo inteso come misura della velocità di applicazione delle forze e della loro durata.
La rigidità, la durezza e la resistenza alla trazione del polietilene ad alta densità aumentano con la densità, poiché l'aumento della densità indica che il materiale è più cristallino e quindi sarà più resistente alla stessa entità di forza applicata rispetto a un campione di densità inferiore.
Allo stesso modo, quando il peso molecolare aumenta fino a un certo punto, le proprietà meccaniche migliorano. I pesi molecolari al di sotto di questo punto non sono generalmente utili. Oltre questo punto, la resistenza meccanica di solito continua a migliorare, ma in modo più graduale con l'aumentare del peso molecolare.
Tuttavia, il processo di produzione avviene a partire dal polimero fuso, la cui viscosità aumenta esponenzialmente con il peso molecolare, per cui pesi molecolari molto elevati richiedono sforzi maggiori e un maggiore consumo di energia nella produzione dei pezzi.
Pertanto, è necessario trovare un equilibrio tra la fattibilità del processo e la resistenza desiderata del materiale.
Questo punto di equilibrio si ottiene a livello industriale, poiché è piuttosto flessibile. Un esempio è il polietilene ad altissimo peso molecolare, che ha il più alto peso molecolare raggiungibile, ma è anche costoso.
Il polietilene ad alta densità è molto tenace e dimostra un'elevata resistenza agli urti anche a basse temperature, poiché è in grado di assorbire parte dell'energia degli impatti attraverso la deformazione. Ciò si ottiene grazie alle zone amorfe del polimero, poiché le deformazioni determinano un cambiamento della conformazione del materiale.
Fonte: UNIVERSITÀ DI SAN CARLOS DE GUATEMALA FACOLTÀ DI INGEGNERIA SCUOLA DI INGEGNERIA CHIMICA ERNESTO ROCA GIRÓN