Omawiany w tym artykule produkt znajdziesz w dziale TWORZYWA KONSTRUKCYJNE w zakładce ⇒ POLIETYLEN PE ⇐
Dostępne są różne rodzaje polietylenu: PE 300, PE 500 i PE 1000, które różnią się masą molekularną i właściwościami. W artykule omawiamy cechy i zastosowanie poszczególnych rodzajów PE.
Jak złożyć zamówienie? Zadzwoń do nas lub zostaw wiadomość. Możesz liczyć na darmowe doradztwo techniczne. Pomożemy wybrać odpowiedni produkt i ustalimy najlepszą cenę!
Polietylen PE to tworzywo konstrukcyjne, posiadające świetne właściwości izolacyjne, wysoką gęstość, odporność na ścieranie oraz obojętność fizjologiczną. Dzięki tym cechom stosowane jest w budowie maszyn oraz w przemyśle, w tym w przemyśle spożywczym. Materiał ten jest odporny na korozję, dzięki czemu wykonane z polietylenu elementy posiadają długą żywotność.
Produkcję tego tworzywa, podobnie jak innych tworzyw sztucznych, rozpoczyna się od destylacji paliw węglowodorowych (w tym przypadku etanu) na lżejsze grupy zwane „frakcjami”, z których niektóre łączy się z innymi katalizatorami w celu wytworzenia tworzyw sztucznych (zwykle poprzez polimeryzację lub polikondensację).
W zależności od masy molekularnej polietylen dzieli się na różne rodzaje. Wśród nich występują PE UHMW 1000, PE HMW 500, PE HD 300 i inne. Im większa masa cząsteczkowa, tym lepsze właściwości mechaniczne i wyższy współczynnik tarcia. Cechą wspólną dla całej grupy polietylenów jest wysoka odporność chemiczna i brak absorpcji wody.
Każdy z wymienionych rodzajów najlepiej nadaje się do innego zestawu zastosowań. Ogólnie rzecz biorąc, polietylen o dużej gęstości (HDPE) jest znacznie bardziej krystaliczny i często jest używany w zupełnie innych okolicznościach niż polietylen o małej gęstości (LDPE). Na przykład LDPE jest szeroko stosowany w opakowaniach z tworzyw sztucznych, takich jak torby na zakupy lub opakowania plastikowe. Z kolei HDPE ma powszechne zastosowanie w budownictwie (na przykład do produkcji rur kanalizacyjnych). Polietylen o ultrawysokiej masie cząsteczkowej (UHMW) ma wysokowydajne zastosowania w takich przedmiotach, jak urządzenia medyczne i kamizelki kuloodporne.
Rodzaje polietylenu PE
Polietylen PE jest jednym z najczęściej wykorzystywanych tworzyw sztucznych na świecie. Ze względu na szeroką gamę zastosowań stosowany jest w różnych gałęziach przemysłu, w tym przemysłu spożywczego (posiada atesty potrzebne do kontaktu z żywnością i wodą pitną).
W zależności od masy molekularnej polietylen PE dzieli się na różne rodzaje a różnica w gęstości cząsteczek polietylenu wpływa na jego właściwości:
POLIETYLEN 1000 – PE UHMW
Polietylen 1000, czyli PE UHMW wyróżnia się bardzo wysoką masą molekularną – od 4,5 do 9 milionów g/mol. Dzięki tak dużej gęstości ma najlepsze właściwości ślizgowe, jest odporny na ścieranie, posiada niski współczynnik tarcia i wysoką odporność chemiczną. Jest to masa wyższa nawet trzydziestokrotnie od standardowego PE HD-300. Dzięki tak wysokiej masie cząsteczkowej, PE UHMW ma następujące właściwości:
- bardzo wysoka odporność na ścieranie i niski współczynnik tarcia
bardzo wysoka odporność chemiczna
zakres pracy ciągłej w temperaturze od -200°C do 80°C i krótkotrwałej do 100°C
bardzo duża odporność na zginanie i udarność
możliwość dopuszczenia do kontaktu z żywnością
Dzięki powyższym właściwościom polietylen 1000 znajduje zastosowanie w produkcji komponentów maszyn i urządzeń, na przykład kół zębatych i łańcuchowych, łożysk ślizgowych, rolek napinających, wykładzin zsypów i silosów, ślimaków transportowych, blatów roboczych, listew i prowadnic ślizgowych itp. Można go prząść w nici o wytrzymałości na rozciąganie wielokrotnie większej niż stal i często jest stosowany w kamizelkach kuloodpornych i innym wysokowydajnym sprzęcie.
W celu wzmocnienia poszczególnych właściwości tego polietylenu stosuje się różnego rodzaju domieszki i modyfikacje. Dodatek dwusiarczku molibdenu jeszcze bardziej podnosi odporność na ścieranie, obniżając współczynnik tarcia tworzywa PE UHMW MoS2 . Stosuje się również modyfikację nadającą właściwości antystatyczne- PE UHMW AST, a także dodaje regenerat z powtórnie przetworzonego PE 1000. Powstaje wówczas PE UHMW R, który jest bardziej sztywny od pierwotnego materiału i posiada niższe właściwości ślizgowe, ale za to ma znacznie niższą cenę.
POLIETYLEN 500 – PE HMW
Polietylen 500, czyli PE HMW posiada masę molekularną na poziomie 500.000 g/mol. W porównaniu do omówionego wyżej PE 1000 ma niższą odporność na ścieranie i zużycie mechaniczne, dlatego stosowany jest głównie: w elementach, które nie są poddawane wysokim obciążeniom mechanicznym i temperaturowym, w niemechanicznych częściach maszyn i urządzeń, blatach stołów rozbiorowych, kloców ubojowych itp.
Ten gatunek jest szczególnie zalecany przy kontakcie z żywnością.
PE HMW ma takie właściwości jak:
bardzo wysoka odporność chemiczna
niski współczynnik tarcia
dobra skrawalność
wytrzymałość na zginanie
dopuszczenie do kontaktu z żywnością
Podobnie jak w przypadku PE 1000, w PE 500 HMW stosuje się różnego rodzaju modyfikacje. Dużą popularnością cieszy się PE HMW CONFETTI/MULTIKOLOR, czyli ekonomiczna odmiana polietylenu 500 stosowana tam, gdzie kolor tworzywa nie ma znaczenia. Inną ekonomiczną wersją jest PE HMW R, w którym do czystego materiału domieszano regenerat z powtórnie przetworzonego PE 500.
POLIETYLEN 300, CZYLI PE HD
Ostatnim z omówionych rodzajów polietylenu jest PE HD, czyli polietylen 300. Jest zbliżony masą molekularną do PE 500 i zawiera około 300.000 g/mol. Jest najmniej wytrzymały mechaniczne spośród tworzyw w omawianej grupie. Stosowany jest więc w mało odpowiedzialnych częściach konstrukcji, takich jak maty, izolacje, elementy armatury czy wykładziny wanien galwanicznych. Wykorzystywany jest w branży chemicznej i budowlanej oraz w rolnictwie. Jest również często stosowany w tworzywach sztucznych do kartonów mleka, detergentów do prania, koszy na śmieci i desek do krojenia.
Z polietylenu HD 300 produkowane są zbiorniki chemiczne, silosy, separatory oleju, instalacje wodne itp.
Pomimo słabej odporności mechanicznej PE 300 ma zalety, które cechują PE 500 i PE 1000. Należą do nich wysoka odporność chemiczna, brak absorpcji wody i wysoka udarność.
Wszystkie produkty z polietylenu powinny być składowane na płaskich powierzchniach. W przeciwnym razie może dojść do trwałego odkształcenia tworzywa. Wynika to z właściwości mechanicznych PE, dlatego należy zachować szczególną ostrożność także podczas transportu. Wskutek nieuwagi może dojść do zarysowań i uszkodzeń. Należy także pamiętać o zadaszonym miejscu składowania dla produktów z polietylenu, ponieważ powinny być one chronione przed promieniowaniem UV.
Czy PE jest toksyczny?
Jest to jedno z częściej zadawanych pytań, gdy mowa o tworzywach sztucznych. W przypadku PE można powiedzieć, że jest to materiał bezpieczny dla zdrowia i życia człowieka. Świadczą o tym atesty, dopuszczające tworzywo dla branży spożywczej. W postaci stałej tworzywo to jest często używane w kontakcie z wodą pitną i żywnością. Jednak tak jak w przypadku każdego innego tworzywa, należy przestrzegać zasad jego stosowania podanych przez producenta. PE może być toksyczny w przypadku wdychania lub wchłaniania przez skórę, lub oczy w postaci pary, lub cieczy (tj. podczas procesów produkcyjnych). Należy zachować ostrożność i postępować zgodnie z instrukcjami w szczególności ze stopionym polimerem.
Oczywiście historia zna przypadki, gdzie neutralny dla zdrowia materiał okazał się szkodliwy na skalę globalną. Dotyczy to zwłaszcza zużytych opakowań, które zanieczyszczają środowisko na bardzo poważną skalę. Jednak nie tylko problem zaśniecania świata jest istotny.
Przykładem niewłaściwego użycia PE jest wykorzystanie go do produkcji na przykład żelów pod prysznic. Użyty w podobnych produktach ma formę mikrogranulek, których zadaniem jest poprawić działanie szorujące. Jednak te mikrogranulki poprzez kanalizację dostają się do mórz i oceanów. Takie polietylenowe perełki znajdowane są później w rybach. Takich przykładów można oczywiście znaleźć więcej.
Jednak tworzywo PE wykorzystywane jako tworzywo konstrukcyjne jest bezpieczne i nie stanowi zagrożenia dla zdrowia.
Właściwości mechaniczne polietylenu PE
Na właściwości mechaniczne polietylenu PE decydujący wpływ ma masa molekularna, czyli gęstość tworzywa. Dlatego w zależności od gęstości, może być ono wykorzystywane na różne sposoby i na różnych segmentach rynku.
| POLIETYLEN 300 | POLIETYLEN 500 | POLIETYLEN 1000 |
1. Gęstość metoda D,E | 0,95 | 0,95 | 0,93 |
2. Naprężenie przy zerwaniu | 31 | ≥20 | >18 |
3. Wydłużenie przy zerwaniu | 22 | 8 | 17 |
4. Wytrzymałość na zginanie | 1150 | >1100 | ≥700 |
5. Udarność ( 23°C) | nie pęka | nie pęka | nie pęka |
6. Twardość SHORE skala D | 61 | 64 | 63 |
7. Granica pełzania do wydłużenia | 3 |
|
|
8. Współczynnik tarcia ślizgowego na stali | 0,29 | 0,29 | 0,19 |
9. Ścieralność na stali | 7,4 | 1 | 0,45 |
10. Temperatura topnienia | 125 | 135 | 136 |
11. Wytrzymałość termiczna | 42 | 44 | 42 |
12. Wytrzymałość termiczna | 69 | ˜65 | 65 |
Właściwości termoplastyczne PE
Właściwości termoplastyczne tego tworzywa są uważane za kluczowe. PE jest klasyfikowany jako „termoplastyczny” (w przeciwieństwie do „termoutwardzalnego”) na podstawie sposobu, w jaki tworzywo reaguje na ciepło. Materiały termoplastyczne stają się płynne w temperaturze topnienia (110-130 stopni Celsjusza odpowiednio w przypadku LDPE i HDPE). Przydatną cechą tworzyw termoplastycznych jest to, że można je podgrzać do temperatury topnienia, schłodzić i ponownie ogrzać bez znacznej degradacji. Zamiast palić się, tworzywa termoplastyczne, takie jak polietylen, ulegają upłynnieniu, co umożliwia ich łatwe formowanie wtryskowe a następnie poddawane recyklingowi. Natomiast tworzywa termoutwardzalne można podgrzać tylko raz (zwykle podczas procesu formowania wtryskowego). Pierwsze ogrzewanie powoduje zestalenie materiałów termoutwardzalnych (podobnie jak w przypadku dwuskładnikowej żywicy epoksydowej), co powoduje zmianę chemiczną, której nie można odwrócić. Kolejna próba podgrzania termoutwardzalnego plastiku do wysokiej temperatury skończy się spłonięciem materiału.
Ta cecha sprawia, że materiały termoutwardzalne są słabymi kandydatami do recyklingu. Różne rodzaje polietylenu wykazują dużą zmienność w ich strukturach krystalicznych. Im mniej krystaliczne (lub amorficzne) jest tworzywo sztuczne, tym bardziej wykazuje ono tendencję do stopniowego mięknięcia; to znaczy, tworzywo sztuczne będzie miało szerszy zakres między temperaturą zeszklenia a temperaturą topnienia. Z kolei krystaliczne tworzywa sztuczne wykazują dość ostre przejście ze stanu stałego do ciekłego.
Wybierając polietylen PE jako materiał konstrukcyjny, należy wziąć pod uwagę szereg parametrów. W przypadku wymagających warunków pracy wykonanego elementu należy zastosować PE 1000, czyli polietylen o bardzo wysokiej masie cząsteczkowej. Natomiast mniej wymagające elementy, takie jak maty czy zbiorniki na substancje chemiczne, mogą być wykonane z polietylenu o mniejszej gęstości, na przykład PE 500 lub PE 300.
Jeśli masz wątpliwości co do wyboru właściwego rodzaju polietylenu, zadzwoń do nas! Nasi doradcy techniczni są do Twojej dyspozycji!
