Polyetheen

Het polymeer polyetheen is een veel gebruikt materiaal. Het is de meest gebruikte kunststof (plastic). Ook de oudere naam polyethyleen wordt gebruikt, en is in feite nog de meest courante benaming bij de producenten en verbruikers van deze kunststof.

Productieproces

Polyetheen wordt gemaakt door polymerisatie van etheen. Etheen wordt verkregen door het afbreken (kraken) van onder andere nafta, een licht derivaat van aardolie. Geschat wordt dat 1,2% van de ontgonnen aardolie gebruikt wordt om polyetheen te produceren. Structuurformule van etheen en polyetheen:

  H       H  H       H              H   H   H   H
   \     /    \     /               |   |   |   |
..+ C = C   +  C = C +..   →      ~ C - C - C - C ~
   /     \    /     \               |   |   |   |
  H       H  H       H              H   H   H   H 

         Etheen                       Polyetheen

Giftigheid en milieubelasting

Zoals in bovenstaande molecuulformule van polyetheen te zien is, bevat het alleen koolstof- (C van het Latijnse woord carbonium) en waterstof- (H van hydrogenium) atomen. Bij volledige verbranding in een afvalverbrandingsinstallatie ontstaan daaruit alleen de niet-giftige stoffen koolstofdioxide en water. Het verbranden van polyetheen levert dan ook geen direct gevaar op voor mens en milieu.

Echter, vooral bij brand in huis, bestaat het risico dat het polyetheen onvolledig verbrandt, waarbij naast koolstofdioxide het voor mens en dier giftige koolmonoxide ontstaat. Hiervan is bij de meeste organische materialen (stoffen die het element koolstof bevatten) sprake.

Net als andere kunststoffen wordt polyetheen niet snel door bacteriën afgebroken, waardoor het lang in het milieu kan rondzwerven. Als het in het oppervlaktewater komt wordt het afgevoerd naar de zee en komt het na jaren in de oceanen terecht bij de kunststofarchipel, ook wel de plastic soep genoemd. Door de zeestroming wordt het afval daar naartoe gebracht en hoopt het zich op.

Daar staat tegenover dat het goed te recycleren is: het kan worden omgesmolten, want het is een thermoplast. Dat is echter in 2008 alleen voor het hogedichtheidstype (PE-HD 02) economisch haalbaar, niet voor het lagedichtheidstype (PE-LD 04). Omdat voor recyclage materialen naar soort gescheiden moeten worden en de soort niet altijd te zien is, wordt op polyetheenproducten één van de volgende twee materiaalcodes afgedrukt:

Classificatie van polyetheen

Polyetheen kan in twee verschillende processen worden gemaakt:

• hogedichtheidpolyetheen (HDPE of PE-HD) wordt gemaakt bij lage druk, met behulp van een katalysator.
• lagedichtheidpolyetheen (LDPE of PE-LD) wordt bij hoge druk gemaakt, zo'n 200 MPa (= 2000 bar).

Deze namen leiden frequent tot verwarring (merk op dat HDPE niet bij hoge druk wordt geproduceerd en LDPE wel).

• Bij lage druk ontstaan lineaire ketens waardoor de stof kristallijn is opgebouwd.
• Bij hoge druk ontstaat een polymeer met een hoge vertakkingsgraad waardoor de stof weinig kristallijn wordt. Een uitzondering is lineair lagedichtheidpolyetheen (LLDPE) dat wél hoofdzakelijk lineaire ketens bevat.

De dichtheid van deze polymeren is ongeveer

• voor HDPE ca. 0,95 à 0,96 g/cm³;
• voor LDPE ca. 0,92 g/cm³;
• voor LLDPE ca. 0,93 g/cm³.

UHPE of UHMWPE (Ultra High molecular weight PE) is een vierde variant. Dit type polyetheen wordt onder andere gebruikt voor de supersterke vezels zoals Dyneema®.

XLPE (Crosslinked polyethene) ontstaat door polyetheen te vulkaniseren, waardoor het eigenschappen krijgt van een elastomeer. XLPE wordt veel toegepast als isolatiemateriaal in elektriciteitskabels.

Toepassingen

Door het smelten van de korrel kan men deze omzetten in diverse eindtoepassingen zoals plastic flesjes, plastic zakjes, verpakkingsfilm, mantels van elektrische kabels, water- en gasleidingen en technische vezels. Bij toepassing in flexibele waterleidingen met kleine diameter wordt LDPE ook wel aangeduid met 'tyleen'. Leidingen met grote diameter worden doorgaans gemaakt van PE100; een HDPE buis diameter.

Producenten

De grootste Europese polyetheenproducenten zijn Basell, Borealis, Ineos (voorheen Innovene, BP), Dow Chemical en SABIC (een Saoedi-Arabisch chemisch bedrijf dat in 2002 de petrochemische activiteiten van DSM - inclusief de productie van polyetheen - heeft overgenomen).

Mediabestanden

Zie de categorie Polyethylene van Wikimedia Commons voor meer mediabestanden.