I es va formar polietilè

2020/12/01 Etxebeste Aduriz, Egoitz - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Biografiak
• Kimika
• Historia

Fawcett es va fixar en el tub de reacció d'acer. En el fons hi havia una substància blanca. L'experiment no va anar exactament com s'esperava. El divendres es va posar en marxa un experiment per a provar la reacció entre l'etilè i el benzaldehído. Temperatura 170 °C i pressió 1.900 atmosferes. Ho van abandonar tota la nit. El dissabte al matí la pressió havia baixat a l'atmosfera 1.800. Sospiten d'una fuga de gas i van tornar a pujar a l'any 1.900, tal com el van abandonar el cap de setmana. El dilluns al matí van veure que tot el benzaldehído havia escapat del reactor. Va fallar l'experiment. El resultat d'aquell error va quedar anotat en el quadern: “apareix un sòlid en forma de cera en el tub de reacció”.

Eric Fawcetten i Reginald Gibson van treballar en l'empresa química anglesa ICI per a provar reaccions químiques a alta pressió. Esperaven que per la pressió es produïssin reaccions que no es produïen habitualment. Van provar cinquanta reaccions i no van aconseguir res, excepte en aquell experiment que va fallar el primer cap de setmana de març de 1933.

Fawcett va analitzar aquesta substància blanca en forma de cera i va concloure que era un polímer de l'etilè. Es va intentar repetir l'experiment una vegada i una altra, però en va: l'etilè feia explotar en fortes explosions i només aconseguien trencar els núvols de sutge i els aparells de mesura. Finalment, a favor de la seguretat dels laboratoris, el director els va ordenar que abandonessin aquells experiments.

Dos anys després, Fawcett va tenir l'oportunitat d'assistir a un important congrés sobre polimerització. Davant els majors experts del món, va explicar en el seu laboratori que van aconseguir crear un polímer sòlid d'etilè. Tots li van ignorar. Tots els allí presents sabien perfectament que l'etilè no podia polimeritzar, ja que els seus dobles enllaços requeririen temperatures molt altes.

Aquest mateix any, al desembre de 1935, el director de recerca de la ICI, Michael Perrin i els seus companys, van reprendre l'experiment de Fawcett e Gibson amb un equipament millor i més segur. Només es va començar a provar amb etilè. La primera prova va ser la fuga de gas i la caiguda de pressió. I al matí següent, quan van obrir el reactor, van descobrir el que semblava un terròs de sucre, un embalum de 8,5 grams.

En analitzar-ho es va veure clarament que l'etilè era polimeritzat, el polietilè, i que tenia les mateixes propietats que Fawcett va deduir d'aquella mostra molt de menor: era químicament inert, tenia interessants propietats elèctriques (aïllant), era emmotllable i era apta per a fabricar fils i pel·lícules.

En els següents experiments van tornar les explosions. Després de provar-ho una vegada i una altra, finalment es van adonar que la clau estava en l'oxigen. La reacció requeria una mica d'oxigen, però l'excés provocava una explosió. L'etilè en ús no era del tot pur i l'èxit de la reacció en l'oxigen addicional que s'introduïa en la quantitat d'oxigen que contenia i en les fugues de gas.

Una vegada conscients d'això, van començar a obtenir millors resultats. A la fi de 1936 la reacció estava ben dominada i disposada a començar a produir polietilè a major escala. Es va comprovar que el cablejat submarí podia ser apropiat per a substituir a la gutapercha d'aïllament. Amb aquest objectiu, la primera fàbrica de polietilè amb una capacitat de producció de 100 tones a l'any es va posar en marxa l'1 de setembre de 1939, el mateix dia que Alemanya va envair Polònia.

La guerra es va convertir en inevitable per als britànics i el projecte dels cables aïllats de polietilè va quedar en suspens. No obstant això, la guerra va donar un gran impuls al polietilè. De fet, tenien grans problemes per a aïllar bé els cables dels radars i el polietilè va resultar perfecte. Tant que es va convertir en secret militar. El nou material va permetre la fabricació de radars lleugers que podien ser transportats en avions, la qual cosa els va proporcionar un gran avantatge enfront de submarins alemanys.

Poc després de la guerra van començar a buscar aplicacions comercials. No obstant això, el polietilè de l'època encara tenia grans limitacions: era tou i amb una temperatura de fusió molt baixa, l'aigua calenta era suficient per a distorsionar un recipient de polietilè.

En 1953 el químic alemany Karl Ziegler va descobrir que amb un catalitzador s'obtenia un polímer amb cadenes molt més regulars i lineals. Aquest polietilè (polietilè d'alta densitat o HDPE) era més rígid i resistia bé fins als 130-150 °C. A més, era més fàcil i barat de produir, ja que no es necessitaven altes temperatures i pressions. En la mateixa època, la companyia Phillips Petroleum va aconseguir el mateix amb una altra catalisis.

Les companyies químiques més importants del món van començar a produir polietilè, encara que a major velocitat. No obstant això, els problemes van aparèixer quan van començar a prendre la marxa. En pocs mesos, fins i tot a temperatura ambient, les ampolles de polietilè, els tubs, etc. s'agrijaban.

Aviat es va trobar la solució. Era convenient que les cadenes de polietilè tinguessin algunes branques laterals, no tant com el polietilè original, però sí algunes. Això es va aconseguir barrejant a l'etilè altres gasos en petites proporcions. I, mentrestant, també van donar solució al fràgil polietilè produït, que en la dècada de 1950 es va posar tan de moda en el balafiament de tot el material que es va malgastar fàcilment en la fabricació de les hulas hoopas.

Des de llavors, la producció de polietilè ha anat en augment, aconseguint en l'actualitat prop de 80 milions de tones anuals. És un dels plàstics més comuns per a gairebé tot. Està a tot arreu.