Blumentopf-Gartenform
Polyethylen ist eine hochmolekulare Verbindung, die durch Additionspolymerisation von Ethylen entsteht. Das tatsächliche Molekulargewicht variiert je nach Polymerisationsbedingungen zwischen 10.000 und mehreren Millionen. Das erfundene Polyethylen war Polyethylen niedriger Dichte, das durch ein Hochdruckverfahren gewonnen wurde, mit einem spezifischen Gewicht von 0,910–0,925 g/cm3. Das durch Niederdruck- und Mitteldruckverfahren gewonnene Polyethylen hat ein spezifisches Gewicht von 0,941–0,965 g/cm3 und wird als Polyethylen hoher Dichte bezeichnet. Polyethylen ist ein weißes, wachsartiges, durchscheinendes Material, weich und zäh, leicht länglich, ungiftig, brennbar und schmilzt und tropft beim Verbrennen und verströmt den Geruch von brennendem Paraffin. Die Eigenschaften von Polyethylen hängen von seinem Molekulargewicht und seiner Kristallinität ab.
Viele mechanische Eigenschaften von Polyethylen werden durch die Dichte und den Schmelzindex des Materials bestimmt. Von Polyethylen niedriger Dichte bis hin zu Polyethylen hoher Dichte variiert die Dichte im Bereich von 0,90–0,96 g/cm3. Der Schmelzindex (Schmelzflussindex) von Polyethylen variiert stark zwischen 0,3 und über 25,0. Viele wichtige Eigenschaften von Polyethylen variieren je nach Dichte und Schmelzindex.
Die Glasübergangstemperatur des Polyethylenmaterials ist mit 125 °C relativ niedrig, es kann jedoch seine mechanischen Eigenschaften in einem weiten Temperaturbereich beibehalten. Der Gleichgewichtsschmelzpunkt von linearem Polyethylen mit hohem Molekulargewicht liegt bei 137 °C, es ist jedoch im Allgemeinen schwierig, den Gleichgewichtspunkt zu erreichen. Normalerweise liegt der Schmelzpunktbereich während der Verarbeitung bei 132–135 °C. Die Zündtemperatur von Polyethylen beträgt 340 °C, die Selbstentzündungstemperatur beträgt 349 °C und die Zündtemperatur seines Staubs beträgt 450 °C. Der Schmelzindex von Polyethylen wird durch sein Molekulargewicht bestimmt. Beim Mischen von Polyethylenmaterialien unterschiedlichen Molekulargewichts nimmt nach einer bestimmten Regel auch deren Schmelzindex einen bestimmten Wert an.
Polyethylen ist wasserbeständig und seine physikalischen Eigenschaften bleiben bei hoher Luftfeuchtigkeit oder Wasser unverändert. Konzentrierte Schwefelsäure, konzentrierte Salpetersäure und andere Oxidationsmittel führen langsam zur Korrosion von Polyethylen. In aliphatischen Kohlenwasserstoffen, aromatischen Kohlenwasserstoffen und chlorierten Kohlenwasserstoffen quillt Polyethylen, die ursprünglichen Eigenschaften können jedoch nach dem Verdampfen des Quellmittels wiederhergestellt werden. Unter 60 °C ist Polyethylen lösungsmittelbeständig, Kohlenwasserstofflösungsmittel korrodieren Polyethylen jedoch schnell, wenn die Temperatur über 70 °C liegt. Wenn die Temperatur weiter steigt, löst sich Polyethylen in bestimmten Lösungsmitteln auf. Das aus der Lösung abgetrennte Polyethylen bildet nach dem Abkühlen je nach Temperatur einen pastösen oder kolloidalen Zustand.
Polyethylen ist anfällig für Photooxidation, thermische Oxidation, Ozonzersetzung und Halogenierung. Aufgrund seiner chemischen Inertheit und unpolaren Oberfläche lässt sich Polyethylen nur schwer verkleben und bedrucken. Nach der Behandlung mit Oxidationsmitteln, Flammen und Koronaentladung weist Polyethylen jedoch gute Haftungs- und Druckeigenschaften auf.
Bei der Bestrahlung von Polyethylen kommt es zu Vernetzungen, Kettenbrüchen und der Bildung ungesättigter Gruppen, die Hauptreaktion ist jedoch die Vernetzung. Wenn Polyethylen in einem Inertgas bestrahlt wird, kommt es zu einem Wasserstoffüberlauf und es verliert an Gewicht; Wenn Polyethylen an der Luft bestrahlt wird, nimmt es durch die Zugabe von Sauerstoff an Gewicht zu. Nach der Bestrahlung werden den Polyethylenmolekülen ungesättigte Gruppen hinzugefügt, was zu einer verringerten oxidativen Stabilität führt. Bei der Bestrahlung kommt es zur Vernetzungsreaktion von Polyethylen, die zum Kettenbruch und zur Bildung ungesättigter Gruppen führt. Die Vernetzungsreaktion kann die Wetterbeständigkeit von Polyethylen verbessern, sodass bestrahlte Polyethylenprodukte eine bessere Wetterbeständigkeit aufweisen als nicht bestrahlte Polyethylenprodukte.
Polyethylen zersetzt sich langsam unter der Einwirkung von Luftsauerstoff, wobei dieser Prozess durch Hitze, ultraviolette Strahlen und energiereiche Strahlung beschleunigt wird. Die Merkmale der Degradation und Alterung sind ein Verblassen der Sprödigkeit und sogar eine Schädigung der Produkte. Carbon Black hat eine erhebliche lichtabschirmende Wirkung auf Polyethylen. Durch die Zugabe von 2 % Ruß kann die Lebensdauer von Polyethylenprodukten effektiv verlängert werden. Neben Ruß kann auch die Zugabe bestimmter UV-Absorber zu Polyethylen eine Anti-Aging-Rolle spielen.
Polyethylen-Kunststoff hat eine schlechte Wärmeleitfähigkeit. Um beim Rotationsformen eine schnelle Wärmeübertragung auf das gesamte Volumen der Kunststoffpulverpartikel zu ermöglichen, sollte die Partikelgröße des zum Rotationsformen verwendeten Polyethylenpulvers bestimmte Anforderungen erfüllen. Je kleiner die Partikel sind, desto leichter kann Wärme übertragen werden und desto leichter erreicht die Temperatur des Materials seinen Schmelzpunkt. Wenn die Partikel jedoch zu klein sind, nimmt das Material leicht Feuchtigkeit auf und agglomeriert, was der Taumelbewegung in der Form nicht förderlich ist. Bei den auf dem Markt gekauften Polyethylen-Kunststoffen handelt es sich häufig um Granulat, das gemahlen und gesiebt werden muss, um den Anforderungen des Rotationsformverfahrens gerecht zu werden.
Polyethylen ist ein Kunststoff mit hoher Zähigkeit. Bei der Verarbeitung mit einer herkömmlichen Mühle werden die Körnchen in eine Form zerrissen, die sich nicht mehr zum erneuten Mahlen eignet. Die Zerkleinerung von Polyethylen-Granulat erfordert spezielle Hochgeschwindigkeits-Zerkleinerungsgeräte.
