Polietilena cu densitate joasă-(LDPE), ca o categorie importantă de rășini termoplastice-de uz general, își datorează avantajele de performanță compoziției sale chimice și structurii moleculare unice. La nivel molecular, LDPE este format din monomeri de etilenă prin polimerizarea radicalilor liberi. Componentele sale centrale sunt carbonul (C) și hidrogenul (H), cu formula chimică generală (C₂H₄)ₙ, unde n reprezintă gradul de polimerizare, de obicei variind de la câteva mii la zeci de mii.
Structura moleculară a LDPE se bazează pe-alcani cu lanț lung, dar diferența principală față de polietilena de-înaltă densitate (HDPE) constă în distribuția de-înaltă densitate a lanțurilor sale ramificate. În timpul polimerizării, reacțiile cu radicali liberi în lanț declanșează cu ușurință transferul de lanț, ducând la formarea a numeroase ramuri scurte (cum ar fi metil și etil) și un număr mic de ramuri lungi pe lanțul principal. Aceste lanțuri ramificate perturbă aranjamentul regulat al lanțurilor moleculare, împiedicând formarea regiunilor cristaline și rezultând o cristalinitate de numai 40%-60% (mult mai mică decât HDPE-ul 80%-90%). Aceasta este cauza directă a caracteristicii sale de „densitate scăzută” - intervalul său de densitate este de obicei 0,910-0,940 g/cm³.
Din perspectiva compoziției elementare, LDPE conține aproximativ 85,7% carbon și 14,3% hidrogen, aproape fără alte impurități (produsele de calitate industrială pot conține urme de reziduuri de catalizator sau antioxidanți, dar structura principală rămâne hidrocarbură pură). Această compoziție chimică simplă îi conferă o inerție chimică excelentă: este insolubilă în acizi, alcaline și majoritatea solvenților organici la temperatura camerei, umflandu-se doar lent în hidrocarburi cu punct de fierbere-înalt-(cum ar fi toluenul); simultan, structura sa de carbon-hidrogen saturat îi conferă rezistență bună la intemperii și izolație electrică, făcându-l potrivit pentru ambalajele în aer liber și pentru protecția componentelor electronice.
Este important de subliniat faptul că LDPE are o distribuție largă a greutății moleculare (indice de polidispersitate de aproximativ 2-6), o caracteristică strâns legată de procesul său de polimerizare. Distribuția largă a greutății moleculare asigură o bună curgere a topiturii (facilitând procesarea și turnarea) și sporește duritatea materialului prin efectul sinergic al diferitelor segmente de lanț cu greutate moleculară - lanțurile scurte oferă un suport rigid, în timp ce lanțurile lungi absorb energia de impact prin încurcare.
În general, compoziția chimică a LDPE este centrată pe monomerii de etilenă, realizând un echilibru între densitate scăzută și duritate ridicată prin controlul structurii ramificate. Scheletul său simplu de hidrocarburi și distribuția unică a ramurilor stabilesc împreună poziția sa de neînlocuit în filme, turnare prin injecție și în alte domenii. Odată cu creșterea cererii pentru producția ecologică, controlul precis al compoziției sale chimice (cum ar fi reducerea densității ramurilor pentru a îmbunătăți reciclabilitatea) devine o nouă direcție pentru cercetarea în industrie.