Polietylen (PE) – właściwości, zastosowanie.

Polietylen (PE) to powszechnie stosowany termoplastyczny polimer, który znalazł szerokie zastosowanie w różnych dziedzinach przemysłu tworzyw sztucznych. W tym artykule przyjrzymy się bliżej temu wszechstronnemu materiałowi, omawiając jego właściwości, zastosowania oraz różnorodne technologie przetwórstwa.

Czytając artykuł dowiesz się:

• Właściwości polietylen – jakimi się cechuje
• Rodzaje PE oraz zastosowanie polietylenu
• Zalety i ograniczenia materiału PE
• Technologie przetwórstwa

Właściwości PE

Polietylen to tworzywo sztuczne, które cechuje się szeregiem właściwości, które sprawiają, że jest atrakcyjnym wyborem dla wielu zastosowań. Poniżej opisano najważniejsze cechy PE:

• Niska gęstość: Polietylen ma niską gęstość (od 0,910 do 0,930 g/cm3), przez co jest lekki, co jest bardzo korzystne w wielu zastosowaniach, takich jak opakowania, elementy wyposażenia sportowego czy konstrukcje, gdzie waga jest ważnym czynnikiem.
• Wysoka wytrzymałość na rozciąganie: Polietylen ma dobrą wytrzymałość na rozciąganie, co czyni go wytrzymałym materiałem w różnych aplikacjach, takich jak opakowania, rury czy elementy konstrukcyjne.
• Odporność chemiczna: Jest odporny na działanie chemikaliów (roztwory zasad, kwasów i soli), co sprawia, że jest wykorzystywany w przemyśle chemicznym, w produkcji zbiorników na substancje chemiczne oraz w innych zastosowaniach, gdzie kontakt z agresywnymi substancjami jest możliwy.
• Znakomite właściwości elektroizolacyjne: Ma dobre właściwości izolacyjne, co sprawia, że jest używany w przemyśle elektrycznym i elektronicznym do produkcji przewodów, kabli i innych elementów wymagających izolacji. Stosowany jest przy produkcji powłok przewodów elektrycznych.
• Elastyczność: Polietylen jest elastyczny, co oznacza, że można go wykorzystać do produkcji elementów, które muszą być giętkie, takich jak rury elastyczne czy opakowania o zmiennym kształcie.
• Odporność na UV: Polietylen jest stosunkowo odporny na promieniowanie UV, co sprawia, że jest używany w zastosowaniach na zewnątrz, takich jak meble ogrodowe, zabawki czy elementy architektoniczne. PE nie traci swoich właściwości pod wpływem światła słonecznego.
• Odporność na niskie temperatury: Polietylen zachowuje swoje właściwości mechaniczne nawet w niskich temperaturach (nawet do -50˚C), co sprawia, że jest wykorzystywany w produktach, które będą eksploatowane w chłodniejszych warunkach.
• Doskonałe właściwości ślizgowe: doskonałe właściwości ślizgowe materiału PE wynikają z jego struktury chemicznej, umożliwiając płynne przemieszczanie się wewnątrz form i na powierzchniach, co znacząco ułatwia procesy produkcyjne, przetwarzanie i zastosowania w branżach opakowaniowej, inżynieryjnej oraz spożywczej.
• Łatwość w przetwórstwie: Jest stosunkowo łatwy w obróbce i przetwórstwie, co sprawia, że jest dobrym materiałem do różnego rodzaju procesów produkcyjnych, takich jak wtrysk, wytłaczanie i oczywiście rotomoulding. Materiał ten stosowany jest również jako elementy maszyn pakujących.
• Neutralność fizjologiczna: ze względu na tę cechę, polietylen jest materiałem dopuszczonym do kontaktu z żywnością, co sprawia, że jest powszechnie stosowany w produkcji opakowań przemysłowych i produktach dla sektora spożywczego.
• Niska ścieralność: cecha ta wynika ze struktury molekularnej PE, co przekłada się na minimalne zużycie podczas kontaktu z innymi powierzchniami, czyniąc go idealnym wyborem w zastosowaniach wymagających minimalnego tarcia i długotrwałej trwałości.
• Recykling: Polietylen jest stosunkowo łatwy do recyklingu. Przy utylizacji nie wydziela szkodliwych związków.

Zastosowanie polietylenu

Tworzywo sztuczne PE jest materiałem o szerokim zastosowaniu. Znajduje zastosowanie w wielu dziedzinach przemysłu, dzięki swojej wszechstronności i unikalnym właściwościom. 

Sektor opakowań

W sektorze opakowaniowym, jest wykorzystywany do produkcji folii opakowaniowych, torebek, worków na śmieci oraz butelek. 

Przemysł spożywczy

PE często stosowany jest także jako alternatywa kartonowych pojemników w przemyśle spożywczym.

Przemysł wodno-kanalizacyjny

W przemyśle wodno-kanalizacyjnym, rury HDPE znajdują zastosowanie w przewodach wodociągowych i kanalizacyjnych ze względu na ich trwałość i odporność na korozję.

Inne sektory

Polietylen (PE) ma zastosowanie praktycznie w każdej gałęzi przemysłu. Jest on materiałem używanym w technologii rotomouldingu, dlatego elementy takie jak meble ogrodowe czy produkty dla dzieci, takie jak zjeżdżalnie czy baseny wykonane są właśnie z PE. Dodatkowo polietylen jest odporny na warunki atmosferyczne, co sprawia, że elementy są idealne do użytku na zewnątrz. PE znajduje się także w produktach medycznych, opakowaniach farmaceutycznych, elementach wyposażenia motoryzacyjnego i wielu innych.

Różne rodzaje PE – HDPE/LDPE/LLDPE

Istnieją różne odmiany PE. Polietylen jest  ogólną nazwą dla rodziny polimerów polietylenu. Poniżej opisano każdą z 3 odmian PE:

HDPE (High-Density Polyethylene – Polietylen o wysokiej gęstości): 

HDPE charakteryzuje się wyższą gęstością w porównaniu do innych odmian polietylenu. Ma doskonałą wytrzymałość mechaniczną, sztywność. PE wysokiej gęstości używany w produkcji zbiorników na substancje chemiczne, rur ciśnieniowych, opakowań spożywczych, butelek na płyny i innych wyrobów, które wymagają trwałości i odporności na warunki zewnętrzne.

LDPE (Low-Density Polyethylene – Polietylen o niskiej/małej gęstości): 

LDPE charakteryzuje się niższą gęstością niż HDPE. Jest to polimer amorficzny. Jest bardziej giętki, elastyczny i miękki. Jest stosowany w produkcji folii opakowaniowych, worków na śmieci, elementów wyposażenia domowego, zabawek oraz wytłaczanych butelek i pojemników o mniejszej wytrzymałości mechanicznej.

LLDPE (Linear Low-Density Polyethylene – Polietylen o niskiej gęstości liniowej): 

LLDPE to rodzaj polietylenu o strukturze liniowej i niskiej gęstości, która jest między LDPE a HDPE. LLDPE łączy zalety elastyczności LDPE z większą wytrzymałością mechaniczną HDPE. Jest stosowany w produkcji folii opakowaniowych, worków na śmieci, rurek elastycznych, elementów wyposażenia rekreacyjnego i innych produktów, które wymagają elastyczności i trwałości.

Zalety i ograniczenia

Polietylen posiada wiele zalet, które przyczyniły się do jego szerokiego zastosowania w przemyśle. Niska gęstość sprawia, że jest lekki, co jest szczególnie istotne w produktach, gdzie waga jest ważnym czynnikiem. Dodatkowo, PE charakteryzuje się trwałością, odpornością chemiczną i elastycznością, co czyni go idealnym materiałem do wykorzystania w różnych warunkach środowiskowych. Niemniej jednak, materiał ten ma swoje ograniczenia, takie jak niewielka odporność na wysokie temperatury oraz niektóre substancje chemiczne, co może wpłynąć na jego wykorzystanie w określonych zastosowaniach.

Technologie przetwórstwa PE

Polietylen jest bardzo wdzięcznym materiałem, który jest łatwo obrabialny, dlatego stosowany jest w prawie każdej z oferowanych przez nas technologii:

Wtryskiwanie

Jedna z najbardziej popularnych technologii przetwórstwa tworzyw sztucznych. Jej zdecydowaną zaletą jest fakt, że umożliwia ona wytworzenie elementów o skomplikowanych kształtach. Dedykowana jest dla dużych serii produkcyjnych (10 000 sztuk rocznie i więcej). Przy użyciu tej technologii wytwarzane są np. koła zębate, zatyczki, opakowania, zabawki czy artykuły domowe.

Wytłaczanie

Cechą charakterystyczną dla tej technologii jest fakt, że możliwe jest wytworzenie detali jedynie o stałym przekroju poprzecznym. Przy użyciu tej technologii wytwarzane są np. profile i rury.

Rotomoulding

PE jest używany w ponad 90% jako materiał docelowy w tej technologii. Więcej o specyfice odlewania rotacyjnego przeczytasz tutaj. Przy użyciu tej technologii wytwarzane są np. bojki ratunkowe, zjeżdżalnie czy różnego rodzaju zbiorniki używane m.in. w oczyszczalniach ścieków.

Termoformowanie

Materiał w tej technologii występuje w postaci płyt w odpowiednim rozmiarze. Przy użyciu tej technologii wytwarzane są np. blistry, opakowania spożywcze czy pokrywy do buforów.

Obróbka mechaniczna

Stosowana jako prototypowa przed wytworzeniem serii produkcyjnej. Przy użyciu tej technologii wytwarzane są np. przekładki czy łożyska.

Podsumowanie

Polietylen PE jest jednym z najważniejszych materiałów w dzisiejszym przemyśle tworzyw sztucznych. Jego różnorodność odmian, wyjątkowe właściwości i szerokie zastosowanie czynią go nieodłącznym elementem wielu produktów, które spotykamy na co dzień. W miarę jak technologie przetwarzania i zrównoważonej produkcji ewoluują, można oczekiwać, że polietylen będzie odgrywał jeszcze większą rolę w kształtowaniu przyszłości przemysłu tworzyw sztucznych.

Zastanawiasz się, czy materiał PE jest odpowiedni dla Twojego projektu? Skonsultuj projekt z nami, a nasi inżynierowie z pewnością odpowiedzą, czy PE będzie odpowiednim materiałem do zastosowania.