Polyethylen med lav-densitet (LDPE), som en vigtig kategori af termoplastiske harpikser til almindelige-formål, skylder sine ydeevnefordele til sin unikke kemiske sammensætning og molekylære struktur. På molekylært niveau dannes LDPE ud fra ethylenmonomerer gennem fri radikal polymerisation. Dets kernekomponenter er kulstof (C) og hydrogen (H), med den generelle kemiske formel (C₂H₄)ₙ, hvor n repræsenterer polymerisationsgraden, der typisk spænder fra flere tusinde til titusinder.
Den molekylære struktur af LDPE er baseret på lang-kædede alkaner, men dens vigtigste forskel fra polyethylen med høj-densitet (HDPE) ligger i den høje-densitetsfordeling af dets forgrenede kæder. Under polymerisation udløser frie radikaler-kædereaktioner let kædeoverførsel, hvilket resulterer i dannelsen af adskillige korte grene (såsom methyl og ethyl) og et lille antal lange grene på hovedkæden. Disse forgrenede kæder forstyrrer det regelmæssige arrangement af molekylekæderne, hindrer dannelsen af krystallinske områder og resulterer i en krystallinitet på kun 40 %-60 % (langt lavere end HDPEs 80 %-90 %). Dette er den direkte årsag til dens "lavdensitets"-karakteristik - dens tæthedsområde er typisk 0,910-0,940 g/cm³.
Fra et elementært sammensætningsperspektiv indeholder LDPE ca. 85,7 % kulstof og 14,3 % brint, med næsten ingen andre urenheder (produkter af industrikvalitet kan indeholde spormængder af katalysatorrester eller antioxidanter, men hovedstrukturen forbliver ren kulbrinte). Denne enkle kemiske sammensætning giver den fremragende kemisk inertitet: den er uopløselig i syrer, alkalier og de fleste organiske opløsningsmidler ved stuetemperatur, og kvælder kun langsomt i kulbrinter med- høj-kogepunkt (såsom toluen); samtidig giver dens mættede kulstof-hydrogenbindingsstruktur god vejrbestandighed og elektrisk isolering, hvilket gør den velegnet til udendørs emballage og beskyttelse af elektroniske komponenter.
Det er vigtigt at understrege, at LDPE har en bred molekylvægtfordeling (polydispersitetsindeks på ca. 2-6), en egenskab, der er tæt forbundet med dets polymerisationsproces. Den brede molekylvægtfordeling sikrer god smelteflydeevne (letter forarbejdning og støbning) og forbedrer materialets sejhed gennem den synergistiske effekt af forskellige molekylvægtskædesegmenter - korte kæder giver stiv støtte, mens lange kæder absorberer slagenergi gennem sammenfiltring.
Samlet set er den kemiske sammensætning af LDPE centreret om ethylenmonomerer, hvilket opnår en balance mellem lav densitet og høj sejhed gennem kontrol med forgrenet struktur. Dets enkle kulbrinteskelet og unikke grenfordeling etablerer tilsammen dens uerstattelige position inden for film, sprøjtestøbning og andre områder. Med den stigende efterspørgsel efter grøn fremstilling er præcis kontrol af dens kemiske sammensætning (såsom reduktion af grendensitet for at forbedre genanvendeligheden) ved at blive en ny retning for industriforskning.