El polietilè multicapa de baixa-densitat (MMLDPE) és un material polimèric creat dissenyant i processant amb precisió dues o més capes de polietilè o polímers modificats amb diferents característiques de rendiment. El nucli de la seva composició rau en la selecció i la disposició seqüencial dels materials per a cada capa funcional segons els requisits de l'aplicació, i en l'assoliment d'una unió entre capes estretes i un rendiment sinèrgic mitjançant processos d'emmotllament adequats, superant així els colls d'ampolla de rendiment del polietilè de baixa densitat (LDPE) d'una sola-capa.
Pel que fa a la selecció de materials, l'estructura bàsica del MMLDPE normalment utilitza polietilè de baixa -densitat o els seus derivats com a matriu, inclòs el LDPE convencional, el polietilè lineal de baixa-densitat (LLDPE) i el polietilè de baixa{-densitat catalitzat per metal·locè ({{-}LDPE) (m-LDPE). Aquests materials ofereixen diferents forces de fusió, flexibilitat i propietats de segellat de calor-a causa de les diferències en les seves estructures de cadena molecular. La capa principal sovint utilitza LLDPE o m-LDPE per equilibrar la bona resistència mecànica i la fluïdesa del processament. Les capes funcionals incorporen materials de barrera (com el copolímer d'etilè-alcohol vinílic EVOH, poliamida PA), modificadors-resistents a la intempèrie, agents anti-bloquejants o LDPE modificat altament transparent, depenent dels objectius de protecció o processament, per millorar l'oxigen i la humitat, les propietats de barrera o la suavitat de la superfície, la resistència als UV.
El disseny de la seqüència de capes és un aspecte crucial del mètode de composició. Una estructura comuna és un tipus sandvitx, per exemple, una capa exterior de LDPE modificat altament transparent o resistent a la intempèrie-, una capa mitjana de LLDPE/m-LDPE amb bones propietats de duresa i segellat de calor-, i una capa de barrera interna o intermèdia. La ubicació de la capa de barrera s'ha de determinar en funció del mecanisme de permeació i de la viabilitat del processament, col·locada generalment entre les capes mitjanes i interiors per evitar danys mecànics a la superfície i escurçar el camí de permeació. S'ha d'optimitzar la proporció de diferents gruixos de capes mitjançant la simulació i l'experimentació per garantir una distribució equilibrada de la càrrega mecànica, una eficiència de barrera adequada i cap impacte en el rendiment del segellat de calor-.
El procés d'emmotllament utilitza principalment la tecnologia de co-extrusió, que és la manera més directa i eficient d'aconseguir la integració de múltiples capes. El sistema de co-extrusió està equipat amb múltiples extrusores, que es fonen per separat i entreten les matèries primeres per a cada capa a la matriu composta. Mitjançant un control precís de la temperatura i el disseny del canal de flux, s'aconsegueix la superposició de flux laminar i la fusió interfacial. L'avantatge d'aquest procés és que pot completar la fabricació d'estructures multi-capes en un sol procés d'emmotllament, evitant l'ús d'adhesius, reduint els residus de dissolvent i millorant la força d'unió entre capes. Per a algunes estructures especials (com les que requereixen funcions conductores o de barrera ultra-), també es pot utilitzar un mètode de post-composite, unint pel·lícules pre-formades d'una-capa mitjançant capes de premsat en calent o adhesius. Tanmateix, s'ha de parar atenció a l'adhesió interfacial i al control general del gruix.
Durant el procés de composició, la compatibilitat dels materials i la finestra de processament també s'han de considerar de manera exhaustiva. Les diferències significatives en la temperatura de fusió, la viscositat i la velocitat de contracció entre diferents polímers poden provocar fàcilment la concentració d'estrès entre capes o la deformació del refredament. Per tant, l'enllaç interfacial s'ha de millorar mitjançant l'ajustament-de la formulació o l'ús de compatibilitzadors. A més, un sistema de mesurament del gruix i control de retroalimentació en línia pot controlar la uniformitat del gruix de cada capa en temps real, garantint un rendiment estable del producte acabat.
En resum, el mètode de composició de MMLDPE es basa en la selecció de materials orientats a la funció-, la disposició científica de la seqüència de capes i processos d'emmotllament de precisió com ara la co-extrusió. Mitjançant l'efecte sinèrgic del disseny estructural i el control de processos, aconsegueix una integració de rendiments múltiples i una producció personalitzable, proporcionant solucions de materials fiables per a camps industrials i d'envasos-de gamma alta.