Polyethylen

Generelle Eigenschaften des Polyethylen:
  • niedrige Dichte (0,915–0,965 g/cm³)
  • hohe Zähigkeit und Reißdehnung
  • gutes Gleitverhalten, geringer Verschleiß (v.a. PE-UHMW)
  • Temperaturbeständigkeit von -85°C bis +90°C
  • optisch, milchig weiß
  • sehr gutes elektrisches und dielektrisches Verhalten (spezifischer Durchgangswiderstand ca. 1018 Ohm/cm)
  • sehr geringe Wasseraufnahme
  • sehr gut spanabhebend und spanlos zu Verarbeiten
  • Brennt gut; rückstandsfrei: CO2 + H2O als Verbrennungsprodukte
  • PE ist beständig gegen fast alle polaren Lösungsmittel (T<60°c)
 
Herstellung
Polyethylen wird durch Polymerisation von Ethylengas hergestellt. Im  Hochdruckverfahren entsteht Weich-Polyethylen (PE-LD), im  Niederdruckverfahren entsteht das Hart-Polyethylen (PE-HD). Bei beiden  Herstellungsverfahren fällt es zunächst als zähe Flüssigkeit an.
  • PE-LD wird bei Drücken von 1000 bis 3000 bar und Temperaturen von  100°C bis 300°C unter Einsatz von Initiatoren (Radikalstarter)  (Sauerstoff oder Peroxide) aus dem Monomer Ethen hergestellt.
  • PE-HD wird industriell nach dem Ziegler-Natta-Verfahren produziert.  Kennzeichnend sind bei diesem Verfahren der geringe Druck (1 bis 50 bar)  und die niedrige Temperatur (20°C bis 150°C). Als Katalysatoren werden  Titanester, Titanhalogenide oder Aluminiumalkyle verwendet. Alternativ  erhält man PE-HD auch mit dem Phillips-Verfahren bei Temperaturen von 85  bis 180°C und Drücken von 30 bis 40 bar.
  • PE-UHMW ist mit modifizierten Ziegler-Katalysatoren herstellbar.
Polyethylen ist mit einem Anteil von ca. 29 Prozent der weltweit am  meisten produzierte Kunststoff. Im Jahr 2001 wurden 52 Millionen Tonnen  hergestellt.
 
Anwendungsgebiete
  • PE-LD und PE-LLD: das Material wird vor allem in der  Folienproduktion eingesetzt. Typische Produkte sind Müllsäcke,  Schrumpffolien und Landwirtschaftsfolien. In geringem Umfang wird PE-LD  und PE-LLD auch zur Herstellung von Kabelummantelungen, Rohren und  Hohlkörpern verwendet.
  • PE-HD: wichtigstes Anwendungsgebiet sind im Blasformverfahren  hergestellte Hohlkörper, beispielsweise Flaschen für Reinigungsmittel  im Haushalt, aber auch großvolumige Behälter mit einem Fassungsvermögen  von bis zu 1000 l (so genannte IBC). Außerdem wird PE-HD zu  Spritzgußteilen (überwiegend Verpackungen)verarbeitet, zudem werden  Folien und Rohre aus Polyethylen im Extrusionsverfahren hergestellt.
  • PE-UHMW: wird beispielsweise für Pumpenteile, Zahnräder,  Gleitbuchsen, Implantate und Prothesen verwendet. Fasern aus PE-UHMW  gehören, auf ihr Gewicht bezogen, zu den stärksten bekannten künstlichen  Fasern (Dyneema©, DSM). Sie werden als chirurgisches Nahtmaterial  verwendent. Sie sind wohl die einzigen bisher bekannten Fasern welche  als Material für einen Weltraumlift im Gespräch sind.
  • PE-X: wird unter anderem für Warmwasser-Rohre und als Isolation von Mittel- und Hochspannungskabeln eingesetzt.
  • HDPE: ist eines der Materialien, aus denen Mörser hergstellt  werden, aus denen bei professionellen Großfeuerwerken Feuerwerkskörper  verschossen werden.
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