Polietylen (PE) jest najpowszechniej stosowanym tworzywem sztucznym, a z chemicznego punktu widzenia należy do najprostszych z nich, stąd jego produkcja odbywa się niewielkim kosztem. Na świecie wytwarza się rocznie około 65 milionów ton tego tworzywa, polimeru termoplastycznego o licznych zastosowaniach w produktach codziennego użytku.
Przetwarzanie PE
Polietylen jest wytwarzany w różnych procesach polimeryzacji, w zależności od jego przeznaczenia i rodzaju produktów, które mają być formowane. Wśród procesów stosowanych przy produkcji z wykorzystaniem tego tworzywa możemy wyróżnić:
- wytłaczanie: stosowane do produkcji folii, kabli, drutów i rur.
- współwytłaczanie: do produkcji wielowarstwowych folii i arkuszy.
- formowanie wtryskowe: stosowane do tworzenia części trójwymiarowych o skomplikowanych kształtach.
- formowanie wtryskowe z rozdmuchem: stosowane do produkcji butelek o różnych rozmiarach
- wytłaczanie z rozdmuchem: dla worków i rurek o cienkim przekroju
- wytłaczanie i formowanie z rozdmuchem pustych korpusów: tworzy butelki o różnych rozmiarach
- formowanie rotacyjne: umożliwia produkcję dużych zbiorników i kształtów wydrążonych
Właściwości polietylenu
Co wyróżnia ten rodzaj tworzywa? Do głównych właściwości polietylenu należą m.in.:
- ponieważ polietylen jest chemicznie obojętny, prawie nie wchodzi w reakcje.
- ma białawy, półprzezroczysty wygląd.
- jest wytrzymały i elastyczny w normalnych temperaturach.
- w stanie ciekłym zachowuje się jak płyn nienewtonowski, tzn. jego lepkość zmienia się w zależności od temperatury i przyłożonego do niego naprężenia ścinającego, dlatego w niskich temperaturach zapewnia odporność na działanie dużych sił.
- nie jest dobrym przewodnikiem ciepła ani elektryczności, dzięki czemu doskonale nadaje się na kable i inne izolacje.
Typy polietylenu
Polietylen ma zmienną gęstość, dlatego też można wyróżnić dwa rodzaje polietylenu, których właściwości różnią się w zależności od gęstości i twardości. Są to:
LDPE (polietylen o niskiej gęstości):
Ten rodzaj polietylenu jest stosowany do wytwarzania bardzo wielu różnych produktów, takich jak wszelkiego rodzaju torby plastikowe, opakowania produktów spożywczych i przemysłowych, węże ogrodowe, itp.
HDPE (polietylen o wysokiej gęstości)
Ten rodzaj polietylenu charakteryzuje się większą gęstością i twardością. Główne zastosowania to m.in. twarde opakowania, torby w supermarketach, oleje, beczki, rury gazowe, kable telefoniczne, prowadnice łańcuchów i części mechaniczne.
Główna różnica między polietylenem o dużej gęstości (HDPE) a polietylenem o małej gęstości (LDPE) polega na różnicy strukturalnej.
Krystaliczność HDPE jest wyższa niż LDPE, a ponieważ jest wyższa, topnienie może zachodzić w wyższych temperaturach. To właśnie dzięki tej krystaliczności i różnicy we współczynniku załamania światła cienkie folie z HDPE są półprzezroczyste i mniej przezroczyste niż folie z LDPE, który jest mniej krystaliczny.
W przypadku HDPE gęstość i masa cząsteczkowa polimeru mają niewielki wpływ na właściwości elektryczne. Z drugiej strony, na właściwości mechaniczne silnie wpływa masa cząsteczkowa, liczba rozgałęzień, struktura morfologiczna i orientacja.
HDPE charakteryzuje się niską reaktywnością chemiczną. Materiał jest stabilny w roztworach alkalicznych o dowolnym stężeniu oraz w roztworach soli, niezależnie od pH. Nie rozpuszcza się on w temperaturze pokojowej w żadnych znanych rozpuszczalnikach, chociaż niektóre rozpuszczalniki, takie jak na przykład ksylen, powodują efekt pęcznienia.
W wysokich temperaturach polietylen o dużej gęstości rozpuszcza się w niektórych węglowodorach alifatycznych i aromatycznych. Jednak HDPE nadal można uznać za materiał stosunkowo odporny na ciepło.
Zastosowania polietylenu
Ze względu na różne procesy produkcyjne polietylenu wymienione, tworzywo to ma bardzo wiele różnych zastosowań. Produkty, do których wytworzenia wykorzystuje się polietylen, to przede wszystkim:
- wszelkiego rodzaju torby plastikowe,
- kable, przewody, rury,
- szczelne pojemniki do użytku domowego,
- kuchnia z tworzywa sztucznego,
- butelki dla niemowląt, zabawki, podkłady pod pieluchy jednorazowe,
- pojemniki na detergenty, szampony, wybielacze itp.,
- folie do pakowania żywności, papier tłuszczoszczelny,
- opakowania do lekarstw i produktów rolno-przemysłowych,
- rury nawadniające,
- gałki, rurki, powłoki,
- części mechaniczne, prowadnice łańcucha,
- wiadra i beczki z wodą,
- powlekanie podłoży, kanałów, zbiorników wodnych itp.,
- produkcja kompozytu z mączki drzewnej.
- surowiec do formowania rotacyjnego.
