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Grundwissen Polyethylen - PE

Allgemein gilt zu PE: stark, sicher und vielseitig

PE deckt mehr als ein Drittel des weltweiten Gesamtverbrauchs an Kunststoff-Werkstoffen ab. PE bietet dabei eine vielfältige Verwendbarkeit bei der Herstellung von hauchdünnen Folien bis hin zu stabilen Fässern oder Flaschen. Weiterhin ist PE gegenüber aggressiven Substanzen beständig. Es hält starken klimatischen Schwankungen stand und ist grundwasserneutral, d.h. verbrennt zu Co2 und Wasserdampf, die in großem Umfang in der Natur vorkommen.

Durch die Herstellung von Polyethylen hoher oder niedriger Dichte gibt es für jede Anwendung einen geeigneten Materialtyp. Bei 90% der Anwendungen kommen die Polyethylen-Typen LD-PE, HD-PE und LLD-PE zum Einsatz.

Polyethylen
Polyethylen

 

 

LDPE – Polyethylen mit niedriger Dichte

LDPE wird im Hochdruckverfahren bei einem Druck zwischen 1000 bis 3000 bar und Temperaturen zwischen 150 bis 300°C hergestellt. Dabei bilden sich Molekülketten mit relativ vielen und langen Verzweigungen. Die Packungsdichte dieser Molekülketten ist daher nicht sehr hoch. Die daraus entstehende Folie zeichnet sich aufgrund der vielen Querverzweigungen durch eine relativ hohe Elastizität und eine hohe Durchstoßfestigkeit aus.

LDPE
LDPE

 

 

HDPE – Polyethylen mit hoher Dichte

HDPE wird im Niederdruckverfahren bei einem Druck zwischen 1 und 50 bar und Temperaturen zwischen 20 bis max. 150°C hergestellt. So bilden sich lange Molekülketten, welche nur sehr wenige Seitenverzweigungen haben und sehr kurz sind. Die Folge ist, dass diese Molekülketten sehr dicht beieinander liegen und somit eine sehr hohe Dichte erreichen können. Dies führt zu einer sehr hohen Durchstoßfestigkeit, jedoch geringeren Weiterreißfestigkeit der Folie. Im Vergleich zu LDPE-Folien kann HDPE aufgrund seiner Materialeigenschaften in geringerer Stärke produziert werden.

HDPE
HDPE

 

 

LLDPE Polyethylen mit niedriger Dichte

Bei leicht erhöhtem Druck (50 - 100 bar) und einer Veränderung des Katalysators bilden sich ähnliche Moleküle wie beim HD-PE, die Seitenketten sind jedoch länger. Das hierbei entstehende Material ist das LLD-PE.

Durch den Blend verschiedener Materialien lassen sich für bestimmte Einsatzbereiche besonders geeignete Granulate mischen, z.B. LD/LLD-PE.

LLDPE
LLDPE

 

 

Welches PE für welchen Einsatzbereich? - Eigenschaften der Polyethylen-Typen

LD-PE ist das Standard Material. Es ist relativ weich und leicht zu verarbeiten. LD-PE wird sehr gerne mit LLD-PE abgemischt, da hierdurch eine Verbesserung der Schweißnahtfestigkeit und zum Teil auch der Durchstoßfestigkeit erreicht wird. Die Schweißtemperatur muß jedoch erhöht werden, da LL eine höhere Schmelztemperatur als LD hat.

Durch die dicht gepackten Molekülketten im PE-HD können Folien aus diesem Material bei ähnlicher Durchstoßfestigkeit wesentlich dünner produziert werden als bei anderen Typen. Bedingt durch die kurzen und nur gering vorhandenen Seitenverzweigungen leidet jedoch die Weiterreißfestigkeit. Ist das Anwendungsgebiet genau definiert kann PE-HD eine günstige Alternative darstellen.

MD-PE steht für Mitteldichtes Polyethylen. Hierbei handelt es sich um ein dem HD-PE sehr stark ähnlichem Material mit reduzierter Dichte. Es ist vom "Griff" her weicher als HD-PE. Hat aber Festigkeiten, welche dicht unterhalb vom HD-PE liegen.

Metallocen
Eigentlich handelt es sich bei den Metallocenen nur um den Katalysator der im Reaktor bei der Verarbeitung des Ethylens zu Polyethylen hinzugefügt wird. Umgangssprachlich hat sich für diese neuen Metallocen-Kunststoffarten der Begriff Metallocen eingebürgert. Durch die Eigenschaften der verschiedenen Metallocenen kann die Molekularverteilung des Polyethylen wesentlich besser und genauer beinflusst und gesteuert werden. So ergeben sich nahezu ideale Molekülketten.

Besonderheiten Kunststoff-Regenerate
Ähnlich wie bei Papier haben auch Polyethylen Regenrate die Schwierigkeit, dass Ihre Qualität mit der Häufigkeit der Recyclierung nachlässt. Die langen Molekülketten werden bei jedem Recyclingprozess zerschlagen, die Ketten werden kürzer und das Polyethylen ist bei der Verarbeitung zur Folie immer weniger zäh. Auch neigt Polyethylen beim häufigen Recycling zum „Verklumpen“. Das Granulat schmilzt nicht mehr, sondern bleibt als Körnchen bestehen oder verbrennt im Produktionsprozess und hinterlässt an der Folie einen übelriechenden Geruch.

Um diesen Problemen vorzubeugen, gibt es verschiedenen Sortierungen von Kunststoff-Regenraten.

PREMIUM-Regenerate: Regenerate, die in der PREMIUM-Qualität eingesetzt werden, stammen aus Produktionsabfällen. Die mechanischen Eigenschaften des Materials sind zwar nicht so gut wie die der Neuware, da die Molekülketten durch erneutes Aufschmelzen zerstört und hierdurch kürzer werden. Sie sind aber dennoch definierbar und lassen sich eindeutig verarbeiten, um hervorragende Qualitätseigenschaften zu erzielen.

Standard-Regenerate: Regenerate im Standardbereich werden aus Produkten gewonnen, die schon einmal zu einem anderen Zweck gedient haben, wie z.B. Verpackungsfolien, etc. pp. Da die Qualitäten hier nicht eindeutig zu definieren sind, ist es schwieriger, ihre Schweißeigenschaften, Verhalten in der Extrusion, etc. einzuschätzen. Die Qualität ist für viele Anwendungen mit geringen Anforderungen ausreichend, kann jedoch unvorhergesehen Ausreißer haben und erreicht bei weitem nicht das Niveau der PREMIUM-Regenerate.

Neben dem Einsatz von Regeneraten wird auch gerne mit sogenannten "NT-Waren" produziert. "NT" steht hierbei für "nicht typgerecht", d.h. diese Waren entsprechen nicht den geforderten Spezifikationen für 1a Waren und sind daher günstiger auf dem Markt zu bekommen. Problem ist hierbei jedoch, dass diese Materialien nicht immer und in ausreichenden Mengen zur Verfügung stehen (Spotmarkt).

 


Kunststofflegierungen, zum Beispiel durch die Vermischung von Granulaten die bei der Extrusion verschmelzen.


Fallbolzenprüfung, wird in mJ/mm angegeben, gibt die Widerstandsfähigkeit der Folie gegen eine örtlich begrenzte, schlagartig auftretende...


"Nicht Typgerechte"- Ware, Ware, die aufgrund von Fehl- produktionen nicht über die für den ursprünglichen Einsatzzwecke notwendigen Eigenschaft...


Der Begriff stammt aus dem börslichen Bereich, gemeint ist die unmittelbare Lieferung, Abnahme und Bezahlung innerhalb kürzester Zeit...

 

 

 

Haben Sie Fragen? Ich beantworte sie gerne.

Michaela Kurda
Tel. +49 40 538096-168
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