Polyethylen (PE)
Physikalisch – mechanische Eigenschaften
Polyethylen (PE) ist mit 0,90-0,96 g/cm³ ein sehr leichter teilkristalliner Thermoplast aus der Klasse der Polyolefine, wobei VLD= Very Low Density ~0,90 g/cm³ und HD= High Density ~0,96 g/cm³ den Dichtebereich begrenzen. Wie die meisten Polyolefine ist Polyethylen im Normalzustand wasserabweisend (hydrophob) und sehr zäh. Der Elastizitätsmodul, die Zugfestigkeit und die Oberflächenhärte weisen niedrige Werte auf, die von VLD-Polyethylen zu HD-Polyethylen ansteigen. Eine gute Dehnungsrissbeständigkeit ist vorwiegend bei VLD-PE und LLD/MLD-PE gegeben. Mit zunehmender Dichte, steigendem Schmelzindex und zunehmender Bauteilwandstärke wird PE dehnungsrissempfindlicher. Bei entsprechend beanspruchten Bauteilen aus HD-PE (Auswahl nach Härte und Festigkeit) ist auf ausreichend geringe Wandstärken zu achten und ein HD-PE mit niedrigem Schmelzindex und niedriger Dichte zu wählen.
Optische und chemische Eigenschaften von PE
Naturfarbenes PE ist lichtdurchlässig (transluzent) und mit abnehmender Wandstärke werden die Formteile transparenter. VLD/LLD-PE-Formteile haben bei entsprechend ausgelegten Spritzgießwerkzeugen eine sehr gut glänzende Oberfläche. Farblose PE-Formteile sind UV-empfindlich und vergilben mit der Zeit. Formteile aus PE haben eine unpolare Oberfläche, die nur von wenigen Chemikalien angegriffen wird und ist beständig gegen Säuren, Laugen, Alkohole, Öle und Salzlösungen. HD-PE ist außerdem beständig gegen Benzin. VLD-PE und LD-PE quellen in aliphatischen und aromatischen Kohlenwasserstoffen auf. PE ist nicht beständig gegen starke Oxidationsmittel (z.B. Salpetersäure). Die Wasserdampfdurchlässigkeit ist gering, die Gasdurchlässigkeit im Vergleich zu anderen Kunststoffen relativ hoch.
Witterungs- und Alterungsbeständigkeit von Polyethylen
Gegen Bestrahlung im sichtbaren Bereich ist PE ausreichend beständig. UV-Strahlung bewirkt eine Oxidation der Oberfläche von PE-Formteilen. Dies wird durch die Anwesenheit von Sauerstoff noch verstärkt und führt daher zur Versprödung und zum längerfristigen Zerfall. Eine geeignete Einfärbung, z.B. mit Ruß, stabilisiert, vermindert aber die Wärmealterungsbeständigkeit. Durch Zugabe von geeigneten UV-Stabilisatoren (HALS*) werden PE-Formteile mit beliebiger Einfärbung für den Außeneinsatz über Jahrzehnte stabilisiert.
*) = HALS (Englisch –hindered amine light stabilizer) absorbieren keine UV-Strahlung, sondern hemmen den Polymerabbau durch kontinuierliche und zyklische Beseitigung von Radikalen, die durch Photooxidation des Polymers entstehen
Sondereinstellungen – Produktbereiche für PE
Füllstoffe zur weiteren Verbilligung des Materials, div. Stabilisatoren, Beimischung von elastomeren Thermoplasten auf PE-Basis (TPO) für weichere und zähere Einstellungen – Transportbehälter, Unterlegscheiben, Rohrstopfen, Möbelbeschläge, Einwegartikel, Substitution von Weich-PVC durch VLD-PE bei hochelastischen Formteilen.
Thermische Eigenschaften von Polyethylen
Die Dauergebrauchstemperatur von Polyethylen ohne mechanische Beanspruchung liegt für VLD-PE bei ca. -50 bis 80°C, für LD-PE bei -50 bis ~95°C und für HD-PE bei -50 bis 105°C. Eine Entzündung erfolgt ab ca. 340°C. PE brennt auch außerhalb der Flamme schwach leuchtend mit starkem Wachsgeruch und tropft brennend ab.
Physiologisches- und Fügeverhalten von PE
Polyethylen ist physiologisch unbedenklich, sofern keine gesundheitsgefährdenden Additive verwendet werden. Von einigen Herstellern wird auch eine Lebensmittelverträglichkeit bescheinigt. Durch die gute chemische Beständigkeit aufgrund polarer Formteiloberflächen können nur Haftkleber verwendet werden. Dazu muss die Formteiloberfläche gründlich aufgeraut und grundiert werden. Ersteres kann auch durch Beflammung und Koronaentladung erfolgen. Nach Möglichkeit sollte auf Kleben und Lackieren verzichtet werden. PE kann durch Heizelement-, Reib-, Vibrations- oder Warmgasschweißen verbunden werden.
Anwendungsbeispiele für Polyethylen
Herstellung von Verpackungsfolien für Bücher und Papiertaschentücher, etc., sowie Tragetaschen. Herstellung von Formteilen wie Küchenschüsseln, Schneidebretter.
In den unten aufgeführten Kategorien stellt b-plastic unter anderem folgende Produktgruppen aus PE her:
Stopfen: GL, VL/Q, SRL, SFL, OVL, CGM, GLAF, VLAF/Q, VLAF/R
Stellfüße und Gleiter: GLK, GLM, MGS, OVLSF, RS, SPOZ, XGF, XGK, WL