Polyethylen, známý také pod zkratkou PE, je jedním z nejrozšířenějších plastů na světě. Patří do skupiny termoplastických polymerů a tvoří ho dlouhé řetězce molekul ethylenu (systematický název: polyethen). Polyethylen (také polyetylen, zkráceně PE) je termoplast, který vzniká polymerací ethenu. Sumární vzorec polyethylenu je (C2H4)n. Tento materiál najdeme téměř všude - od obalových fólií přes potrubí až po hračky. Chemicky se jedná o relativně jednoduchý uhlovodíkový polymer - to z něj činí stabilní, hydrofobní a chemicky odolný materiál.
Charakteristika a přednosti polyethylenu
PE (Polyethylen) je vzhledem k výbornému koeficientu tření a snadné obrobitelnosti jedním z nejoblíbenějších ze skupiny konstrukčních plastů obecně. Pro své dobré mechanické vlastnosti a dobrou odolnost chemikáliím nachází oblibu zejména v potravinářském průmyslu. Polyethylen si získal oblíbenost především díky svým užitným vlastnostem, širokému spektru využití a nízké ceně. Polyethylen je odolný proti působení rozpouštědel a většiny chemikálií. Mezi jeho největší výhody patří bezesporu zdravotní nezávadnost, nízká cena a vynikající odolnost.
Hlavní přednosti:
- Charakteristický výbornými kluznými vlastnostmi.
- Dobrou chemickou odolností.
- Velmi dobrou odolností proti opotřebení.
- Vysokou rázovou pevností.
- Disponuje dobrým tlumením hluku.
- Velmi nízkou absorpcí vody.
Typy polyethylenu: PE-HD a PE-LD
Rozlišují se dva základní druhy polyethylenu, a to s nízkou hustotou (PE-LD) a s vysokou hustotou (PE-HD). Tyto termoplasty patří v současné době mezi nejčastěji používané plasty. Jednotlivé druhy se liší hustotou, mechanickými vlastnostmi a způsobem výroby.
Vysokohustotní polyethylen (PE-HD, HDPE)
Vysokohustotní polyetylen (PE-HD, PE 300) je univerzální materiál s širokým využitím v průmyslových aplikacích. Díky své vynikající chemické odolnosti je ideální pro výrobu technologických zařízení a nádrží v chemickém průmyslu. PE-HD se rovněž používá při konstrukci sportovních mantinelů pro hokej a florbal. Černá varianta je UV stabilizovaná, což ji činí vhodnou pro venkovní aplikace. Tento typ PE-HD se vyznačuje vysokou chemickou odolností a snadnou zpracovatelností. Je vhodný pro chemické inženýrství, stavbu nádrží a ochranu proti korozi. Vysokohustotní polyetylen je velmi odolný recyklovatelný materiál. Vydrží teploty od -50 °C až po 110 °C. Je vhodný pro přímý styk s potravinami, protože je netoxický a bez zápachu. Používá se například na výrobu kojeneckých lahví, varných sáčků, víček od PET lahví, různých typů potrubí a rozvodů.
Tento PE-HD je vyráběn ze surovin schválených pro stavbu nádrží, splňuje požadavky na tlakovou třídu PE100 a je pravidelně kontrolován nezávislými orgány. Tato varianta nabízí výjimečnou odolnost proti vzniku napěťových trhlin (FNCT > 8760 h) a je vhodná pro náročné aplikace v chemickém inženýrství a stavbě nádrží. Tento typ PE-HD kombinuje vynikající elektrickou vodivost s dlouhodobými mechanickými vlastnostmi.
Čtěte také: Složení betonu
Nízkohustotní polyethylen (PE-LD, LDPE)
Nízkohustotní polyethylen (LDPE) je měkký a flexibilní, ideální na tašky nebo obaly potravin. Nízkohustotní polyethylen je netoxický a bez zápachu. Dlouhodobě snese teploty 80 °C, krátkodobě až 95 °C. Vysokotlaký polyethylen má lepší elektroizolační vlastnosti než HDPE. Je netoxický, stálý vůči bezkyslíkatým kyselinám, louhům a solím. Při vyšších teplotách se rozpouští v organických rozpouštědlech, je bez chuti, zápachu, nepřijímá vodu. Je semikrystalický, podle hustoty poddajný až měkký, houževnatý a dobře hořlavý. S flexibilitou LDPE klesá se stoupajícím polymeračním stupněm (n), stoupá odolnost vůči korozi z napětí. LDPE neodolává aromatům, chlorovaným uhlovodíkům, tenzoaktivnímu prostředí. Konečný produkt je ve formě granulí, bez nečistot, stabilní vůči O2 a slunečnímu záření. Jeho hustota je 0,918 g/cm3.
Použití polyethylenu
Polyethylen je v současné době nejpoužívanějším polymerem na světě, který je ideální pro každou domácnost. Díky svým skvělým vlastnostem nachází využití v celé řadě průmyslů. Má široké použití v mechanických, elektrických i chemických aplikacích. Speciálně je vhodný pro potřeby potravinářství, zdravotnictví a ekologicky zaměřených projektů.
Příklady použití:
- Potravinářství a zdravotnictví: Krájecí desky, prodejní pulty, míchací lopatky, vkládací desky vakuových baliček, podkladové desky při lisování a vysekávání (PE500). Je vhodný pro přímý styk s potravinami, netoxický a bez zápachu.
- Mechanické aplikace: Součásti dopravníků, vodící lišty a dráhy, oběhová kola, kluzné elementy a těsnící prvky (PE1000).
- Chemický průmysl: Technologická zařízení, nádrže (PE-HD), větrací komíny, odsávání, chemické aparatury a jejich součásti.
- Stavebnictví: Trubky pro rozvod vody, sportovní mantinely pro hokej a florbal.
- Zemědělství: Fólie, pařeniště, skleníky, siláže, meliorační práce, závlahové systémy.
- Kabelářský průmysl: Oplášťování speciálních kabelů, izolace telefonních, koaxiálních a podmořských kabelů.
Zpracování polyethylenu
Způsobů zpracování polyethylenu je hned několik. Mechanická pevnost je u nízkotlakého polyethylenu podstatně vyšší než u vysokotlakého. Výlisky nízkotlakého polyethylenu odolávají teplotám až do stupně rozkladu cca 200 °C.
Metody zpracování:
- Vstřikování: Granulovaný polyethylen se roztaví v komoře vstřikovacího lisu při 200-300 °C. Roztavená hmota se tlakem pístu vstřikuje do formy zahřáté na 30-60 °C. Tímto způsobem se vyrábějí např. předměty denní potřeby (pohárky, kbelíky atd.).
- Vytlačování: Polyethylen je zpracováván (tvarován) na vytlačovacích šnekových strojích (lisech) se speciálně upravenými hubicemi. Tímto způsobem se vyrábějí různé druhy profilů a trubky do průměru 300 mm.
- Odstředivé lití nebo svařování desek: Používá se hlavně při výrobě trubek větších průměrů. Trubky do průměru 1 500 mm se vyrábějí odstředivým litím nebo svařováním desek. Otočná forma se naplní dávkou granulí, zahřívá se a točí. Roztavená hmota se stejnoměrně rozvrství na stěny.
- Žárové stříkání: Pro ochranu povrchu kovů. Na předehřáté plochy (180-250 °C) se z pistole stříká práškový polyethylen.
- Lisování teplem: Polyethyleny lze nalisovat teplem na papír, textil nebo kovové fólie. Probíhá mezi topnými deskami v etážovém lisu.
- Obrábění: Dobře se obrábějí ostrými nástroji.
- Svařování: Desky z lineárního polyethylenu se dají svařovat pomocí polyethylenového svařovacího drátu svařovací pistolí. Spojují se svařováním, buď sálavým teplem, nebo elektrickými tepelnými impulsy. Obtížně se lepí pro svou nepolárnost.
Dostupné formáty a životnost
Standardně dodáváme polyethylenové polotovary v rozmanitých podobách a variantách. Cena se odvíjí od zvolené varianty (např. B100, RC, EL), rozměru, tloušťky a objemu objednávky.
Dostupné formáty:
- Desky:
- 1000 x 2000 mm / tl.
- 1220 x 2000 mm / tl.
- 1220 x 3000 mm / tl.
- Tyče:
- ∅ 10 - 760 mm / délka max.
Při správné montáži a použití v odpovídajících podmínkách mají PE-HD desky běžnou životnost přes 20 let.
Čtěte také: Štěrk a beton: Co potřebujete vědět
Historie a ekologické aspekty
Polyethylen poprvé syntetizoval v roce 1898 Hans von Pechmann. K samotnému zahájení průmyslové výroby materiálu s nízkou hustotou (PE-LD) došlo v roce 1939. Polyethylen byl poprvé syntetizován náhodou v roce 1933 v laboratořích firmy Imperial Chemical Industries ve Velké Británii. První praktické použití našel během druhé světové války jako izolace pro radarové kabely díky výborným dielektrickým vlastnostem. Dnes se ročně vyrobí přes 100 milionů tun polyethylenu po celém světě, což z něj činí nejpoužívanější plast na planetě.
Polyethylen se v přírodě nevyskytuje - jedná se o lidsky vytvořený produkt. Základní surovinou pro jeho výrobu je ethen (ethylen), který vzniká termickým krakováním ropy nebo zemního plynu. Vývoj polymerace polyethylenu od 30. let 20. století znamenal revoluci v chemickém průmyslu. Dnes se vyrábí miliony tun polyethylenu ročně, přičemž stále probíhá výzkum za účelem zlepšení vlastností, výrobní účinnosti a ekologického dopadu.
Co se týče přímého kontaktu polyethylenu s živými organismy, materiál je obecně považován za netoxický a biologicky inertní. Z tohoto důvodu se hojně používá i v potravinářství či medicíně. Při běžných teplotách neuvolňuje zdraví škodlivé látky. Hlavním problémem polyethylenu z ekologického hlediska je jeho extrémně pomalý rozklad v přírodě. Jedná se o látku rezistentní vůči mikrobiálnímu rozkladu, což znamená, že se v prostředí kumuluje. Naštěstí existují i pozitivní trendy - recyklace HDPE a LDPE je dnes běžnou praxí, přičemž využití recyklovaného materiálu se postupně zvyšuje.
Čtěte také: Jaký štěrk použít do betonu?
tags: #stabilizovany #sterk #polyethilen #informace