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HDPE - Polyethylen hoher Dichte |
Polyethylen hoher Dichte (HDPE) wurde 1953 von Karl Ziegler vom Kaiser Wilhelm Institut (heute Max Planck Institut) und Erhard Holzkamp erfunden. Sie verwendeten Katalysatoren und Niederdruck, was die Basis für die Rezeptur vieler Polyethylengemische war. 1955 wurde das erste HDPE-Rohr produziert. Ziegler erhielt 1963 für seine Erfindung von HDPE den Nobelpreis für Chemie.
LDPE gehört, wie HDPE, zur Gruppe der Polyolefine und ist ein teilkristallines Polymer, das bei der Polymerisation von Ethylen mit Hilfe von Katalysatoren produziert wird. HDPE ist eines der wichtigsten Plastikmaterialien, die heute in Verwendung sind. 2007 erreichte der HDPE-Weltmarkt ein Volumen von mehr als 30 Millionen Tonnen und dieses Wachstum war besonders der Verpackungs- und Baubranche zuzuschreiben. |
HDPE ist die Polyethylenart mit der größten Stärke und der geringsten Dehnbarkeit. HDPE kann für eine weite Reihe von Anwendungen, wie zum Beispiel für Biomüllcontainer, und für eine Vielzahl alltäglicher Haushaltswaren, wie Wäscheklammern, Bürsten, Flaschenverschlüsse, Flaschen, Milchkrüge etc., verwendet werden. Trotzdem HDPE ziemlich schwer ist, kann es für die Herstellung hauchdünner Plastikfolien, wie den für Lebensmittelverpackungen verwendeten, eingesetzt werden. Dichtungsbahnen, Wasserrohre und Gasleitungen sind ebenfalls wichtige Beispiele für die Verwendung von HDPE. Ein weiterer Vorteil von HDPE ist, dass es nichttoxisch und recycelbar ist und deshalb zunehmend als Alternative zu weniger umweltfreundlichen Materialien verwendet wird.
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HDPE Eigenschaften
Die Massendichte von HDPE liegt in einem Bereich von 0.93 to 0.97 g/cm³. Die Dichte von HDPE ist geringfügig höher als jene von LDPE, HDPE weist jedoch wenige Verzweigungen auf, was im Vergleich zu LDPE zu stärkeren intermolekularen Kräften und höherer Dehnungsfestigkeit führt. HDPE ist robuster als LDPE und beständig gegen Basen, Säuren, Pflanzenöl, Alkohol und Dauerhitze von ungefähr 110 Grad Celsius. Es ist fast unzerbrechlich und weist ausgezeichnete Schlagfestigkeit, Abriebbeständigkeit, Druckfestigkeit und minimalen Verschleiß auf. HDPE verfügt über gute Schneidfähigkeit, eignet sich für spanlose Verarbeitung, bietet ausgezeichnete Bearbeitbarkeit und hat selbstschmierende Eigenschaften. HDPE isoliert sehr gut und behält seine Eigenschaften auch bei sehr niedrigen Temperaturen.
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HDPE Anwendungen
HDPE wurde das erste Mal 1956 kommerziell produziert, sein Durchbruch jedoch wurde Ende der 1950er durch ein Spielzeug ausgelöst – den Hula Hoop-Reifen. Dies hat zur Produktion großer Mengen extrudierter HDPE-Rohre für Anwendungen wie Gas- und Abwasserleitungen geführt. Blasgeformte Flaschen für Reinigungsmittel, Babyflaschen, Plastikfolienverpackung und Haushaltswaren wie Tupperware waren die ersten, aus HDPE hergestellten Produkte. Und seit der konzeptionellen Gestaltung von Supermärkten sind hochdichte Plastiktüten allgegenwärtig.
Tiefziehanwendungen für HDPE können in zwei Gruppen unterteilt werden: eine, die außergewöhnliche Schmelzfestigkeit, Spannungsrissbeständigkeit und Zähigkeit erfordert, und die andere Gruppe, für die herkömmliches HDPE verwendet werden kann. Um Webbing-Probleme mit großen HDPE-Teilen zu vermeiden, ist eine gute Schmelzfestigkeit nötig. HDPE-Granulate mit extra hohem Molekulargewicht (Extra High Molecular Weight – EHMW) sollten deshalb dafür verwendet werden.
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Andere allgemein verwendete Thermoplaste
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