Kennen Sie Ihre Materialien:Polyethylen niedriger Dichte vs. Polyethylen hoher Dichte

Polyethylen (PE) wurde kurz vor der Wende zum 20. Jahrhundert entdeckt und wurde sofort zu einem Branchenfavoriten. Dank seiner Erschwinglichkeit, Bearbeitbarkeit und Kompatibilität mit anderen Materialien ist Polyethylen immer noch ein Grundnahrungsmittel in der Fertigungsindustrie. PE wird häufig in Konsumgütern, medizinischen Geräten und industriellen Anwendungen wie Tanks und Rohren verwendet.

Es gibt viele Formen von Polyethylen, die in drei chemische Hauptstrukturen unterteilt sind – verzweigte Versionen, lineare Versionen und vernetzte Polyethylene. Polyethylen hoher Dichte (HDPE) und Polyethylen niedriger Dichte (LDPE) sind die beiden häufigsten Arten von PE. Dieser „Know Your Materials“-Leitfaden „Polyethylen niedriger Dichte“ im Vergleich zu Polyethylen hoher Dichte enthält alles, was Sie über diese beiden Materialien wissen müssen, damit Sie entscheiden können, welche Art von Polyethylen für Ihr nächstes Projekt am besten geeignet ist.

Polyethylen hoher Dichte (HDPE)

HDPE ist eine Art Polyethylen mit einer linearen Struktur. Da seine Moleküle eng zusammengepackt sind, ist HDPE ein unglaublich starkes Polyethylen mit hoher Zugfestigkeit, Steifigkeit und Schlagfestigkeit. HDPE ist zudem chemikalienbeständig und kann UV-beständig sein. Neben seiner Haltbarkeit ist HDPE ein ziemlich vielseitiges Material und einfach herzustellen.

Aufgrund seiner Formbarkeit und Dimensionsstabilität wird HDPE häufig in Gartenmöbeln und -geräten verwendet, einschließlich Strukturen wie Spielplätzen. HDPE wird auch in industriellen Anwendungen wie Rohrflanschen und Chemikalientanks sowie in Konsumgütern wie Lebensmittel- und Getränkeflaschen, Schneidebrettern und sogar Spielzeug verwendet.

Hier sind einige wichtige mechanische und chemische Eigenschaften von Polyethylen hoher Dichte:

• Schmelzpunkt:135 °C (275 °F)
• Zugfestigkeit:4.000 psi
• Zugdehnung:600 psi
• Biegemodul:200.000 psi
• Wasseraufnahme:0,10 % über 24 Stunden Eintauchen

Einige Nachteile von HDPE umfassen eine Anfälligkeit für Spannungsrisse unter starkem Druck und eine geringe bis mäßige Hitzebeständigkeit. Beim Formen von HDPE besteht auch die Gefahr des Schrumpfens, weshalb HDPE am besten für die CNC-Bearbeitung und die additive Fertigung geeignet ist. Die Verarbeitung von HDPE mit CNC-Bearbeitung ist besonders beliebt, da diese Fertigungsmethode enge Toleranzen ergeben kann.

Ein großer Vorteil von HDPE ist seine Recyclingfähigkeit und Wiederverwendbarkeit. Recyceltes HDPE ist oft genauso vielseitig und schweißbar wie neues oder „jungfräuliches“ HDPE, was recyceltes HDPE zu einer hervorragenden Materialwahl zur Reduzierung Ihres ökologischen Fußabdrucks macht.

Polyethylen niedriger Dichte (LDPE)

LDPE ist eine verzweigte Version von Polyethylen, was bedeutet, dass seine Moleküle lockerer gepackt sind. Infolgedessen ist LDPE weniger dicht als andere lineare Polyethylene wie HDPE. Das bedeutet jedoch nicht, dass LDPE nicht stark ist.

Neben der Schlagfestigkeit ist LDPE auch schmutzabweisend, elektrisch isolierend und wasserdicht. LDPE ist außerdem von Natur aus transparent und reflektiert Licht gut. Einige andere mechanische Eigenschaften von LDPE niedriger Dichte umfassen:

• Schmelzpunkt:115 °C (239 °F)
• Zugfestigkeit:1.400 psi
• Zugdehnung:500 psi
• Biegemodul:30.000 psi
• Wasseraufnahme:0,10 % über 24 Stunden Eintauchen

Übliche LDPE-Verbraucherkomponenten umfassen Lebensmitteltüten, Kunststofffolien oder -verpackungen, flexibles Verpackungsmaterial sowie Lebensmittel- und Getränkebehälter. LDPE wird auch bei der Herstellung medizinischer Geräte für Orthesen und Prothesen verwendet.

Designteams sollten einige der Einschränkungen von LDPE beachten – LDPE ist anfälliger für Spannungsrisse als HDPE, weniger hitzebeständig als HDPE und hochgradig durchlässig für Gase wie Kohlendioxid. LDPE ist außerdem leicht entflammbar, was seine Verwendung in Hochtemperaturanwendungen stark einschränkt.

Ein Vorteil der verringerten Hitzebeständigkeit von LDPE ist sein niedriger Schmelzpunkt, der die Heißsiegelung verbessert. Dadurch lässt sich LDPE einfach im Spritzgussverfahren verarbeiten, was viele Fertigungsmöglichkeiten in diesem Bereich eröffnet.

Unterschiede zwischen HDPE und LDPE

Polyethylen hoher Dichte und Polyethylen niedriger Dichte sind zwei gebräuchliche Polyethylene mit unterschiedlichen Strukturen, aber ähnlichen Eigenschaften. HDPE hat eine lineare Struktur und ist undurchsichtig, während LDPE eine transparente verzweigte Version von PE ist. Beide Materialien haben eine ausgezeichnete Festigkeit und Schweißbarkeit, rühmen sich Schlagzähigkeit und Chemikalienbeständigkeit sowie Verformbarkeit und Herstellbarkeit.

Während sowohl LDPE als auch HDPE im Spritzguss und in der additiven Fertigung verarbeitet werden können, eignet sich LDPE am besten für den Spritzguss, während die CNC-Bearbeitung von HDPE dazu beitragen kann, enge Toleranzen zu erreichen. Es liegt an den Produktteams, ihre Nachforschungen anzustellen und zu bestimmen, welches Material für ihr bevorstehendes Projekt am besten geeignet ist. Ein vertrauenswürdiger Fertigungspartner kann Ihnen dabei helfen, diese Entscheidungen souverän zu treffen.

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