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Polyethylen - PE

-(CH2-CH2)n-

Polyethylen ist der meist hergestellte und verwendete Kunststoff. Rund ein Fünftel der gesamten Weltproduktion an Kunststoffen entfällt auf Polyethylen. PE zählt zu den Thermoplasten und zur Gruppe der Standardkunststoffe.

Für den Erfolg von PE gibt es eine Reihe guter Gründe:

  • PE ist unter den Kunststoffen das absolute "Leichtgewicht" mit einer Dichte <1 (0,92-0,96 g/cm³).
  • teilkristallin
  • Es lässt sich sehr gut und leicht verarbeiten zu hauchdünnen Folien, zu stabilen Fässern, komplizierten technischen Teilen oder phantasievollen Flaschen.
  • PE ist gegenüber Chemikalien sehr gut beständig, selbst gegenüber Säuren und Laugen. Spezielle Typen werden auch von Heizöl und Kraftstoffen nicht angegriffen.
  • Die Durchlässigkeit für Wasserdampf ist minimal - eine Eigenschaft, die bei Verpackungen eine wichtige Rolle spielt.
  • Für Sauerstoff, Kohlendioxid, Geruchs- und Aromastoffe ist PE jedoch sehr gut durchlässig. Für die Verpackung von Produkten, die vor Sauerstoff geschützt werden müssen (z.B. Fette, Öl, Kaffee oder Tee), ist PE daher kein geeignetes Material.
  • PE erfüllt die Anforderungen des Lebensmittelgesetzes und ist gesundheitlich unbedenklich.
  • PE st ein ausgezeichneter elektrischer Isolator. Starkstromkabel werden beispielsweise mit PE isoliert.
  • PE ist nicht beständig bei Temperaturen über 80° C.
  • Für Außenanwendungen ist PE nur bei entsprechender Stabilisierung gegen UV-Strahlen geeignet.

Typen von Polyethylen

Je nach Herstellungsverfahren gibt es verschiedene Typen von Polyethylen, die sich in ihren Eigenschaften etwas unterscheiden. Die beiden Wichtigsten sind:

  • Polyethylen hoher Dichte, als PE-HD oder HDPE bezeichnet
  • Polyethylen niedriger Dichte, PE-LD oder LDPE genannt.

 

HDPE ist härter und steifer als LDPE, verträgt höhere Temperaturen, ist gegenüber Gasen weniger gut durchlässig und beständiger gegen Chemikalien. LDPE ist zäher, dehnbarer und flexibler als HDPE. LDPE wird überwiegend zu Folien verarbeitet, während HDPE für Hohlkörper bevorzugt wird. Es gibt aber auch Folien aus HDPE (sie sind sehr dünn und rascheln) sowie Hohlkörper aus LDPE v.a. Tuben (sie lassen sich gut quetschen).

Einsatzbereiche

Der wichtigste Einsatzbereich für Polyethylen ist die Verpackung mit dem Schwerpunkt Folien.

Folien
Schrumpffolien zur Palettensicherung, Tragetaschen, Tiefkühlsäcke, Müllsäcke, Verpackungssäcke z.B. für Blumenerde, Dünger u.ä., Baufolien, Landwirtschaftsfolien

Hohlkörper
Flaschen für Wasch- und Reinigungsmittel, Flaschen und Tuben für Shampoos, Kosmetika u.ä., Kanister und Fässer für den Transport verschiedenster Stoffe wie z.B. Säuren, Laugen, Lösungsmittel, Heizöl, Diesel u.ä., Flaschenkästen, Mülltonnen.

Außer in der Verpackung wird PE in folgenden Bereichen eingesetzt:

Haushalt
Vorratsbehälter, Aufbewahrungsdosen für den Kühlschrank, Rührschüsseln, Siebe, Kinderbadewannen, Wäschekörbe, Eimer

Bauwesen
Trinkwasserrohre, Gasrohre, Deponieabdichtungen, Kabelisolierungen

Erkennungsmerkmale

  • PE schwimmt im Wasser
  • PE erinnert beim Angreifen stark an Wachs
  • seine Oberfläche ist matt und weich genug, um sie mit dem Fingernagel ritzen zu können
  • wenn PE nicht gefärbt ist, ist es nicht völlig durchsichtig, sondern milchig trüb. (sehr dünne Folien aus LDPE z.B. Tiefkühlbeutel usw. sind infolge der geringen Materialdicke durchsichtig)
  • PE brennt mit heller Flamme, tropft und brennt auch nach dem Entfernen der Zündquelle weiter. der Geruch erinnert an Kerzenwachs (Parafin).

Historie

Schon im März 1933 wurde eher beiläufig das erste Polyethylen beim britischen Unternehmen ICI in einer Versuchsapparatur unter sehr hohem Druck (1400 bar) hergestellt. Doch erst zwei Jahre später gelang es mit einer veränderten Apparatur, Ethylen gezielt zu polymerisieren. Das Polyethylen schmilzt bei 115 °C bis 120 °C und hat eine verhältnismäßig geringe Dichte von etwa 0,918 (PE-LD). Schon 1939 reichte eine Anlage mit mehreren hundert Jahrestonnen Produktion nicht mehr aus, die rapide steigende Nachfrage zu decken. 1953 entwickelte Karl Ziegler ein neues Herstellungsverfahren, bei dem das Polyethylen mit geeigneten Katalysatoren unter normalem Druck in einer Suspension polymerisiert. Nicht nur, dass der Verzicht auf extreme Drücke technische Probleme vermeidet, das erhaltene Material hat eine deutlich höhere Dichte (PE-HD), ist kristalliner und hat einen höheren Schmelzpunkt: Kurzum, es ist belastbarer. Das Polyethylen ist ein hervorragender elektrischer Isolierstoff. Es kann auf völlig unterschiedlichen Gebieten angewendet werden: von Haushaltsgeräten über Industriebedarf bis hin zu Spielzeugen.

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