dnes je 17.6.2024

Input:

Vlastnosti polyethylénu

6.1.2015, , Zdroj: Verlag Dashöfer

4.2.1.2 Vlastnosti polyethylénu

Ing. Miloš Sova, CSc.

Vlastnosti polyethylénu jsou závislé na hodnotách strukturních parametrů. Vzrůstající hustota od 0,915 g/cm3 pro PE-LD k 0,97 g/cm3 pro PE-HD je příčinou vyššího obsahu krystalického podílu, zhoršení zpracovatelnosti, z mechanických vlastností se zlepšuje pevnost, tuhost a tvrdost, ale klesá tažnost a houževnatost. Index toku se výrazně nemění. Vzrůstá teplota tání a tvarová stálost za tepla. Teplota křehnutí se posunuje k vyšším hodnotám. Odolnost vůči chemikáliím se zlepšuje, stejně jako propustnost pro plyny a páry. Naopak zvyšuje se zákal a klesá průhlednost. Nízkou hustotu obvykle doprovází hodně a často rozvětvená makromolekula, zatímco pro vysokou hustotu je typická lineární makromolekula s malým počtem krátkých větví. Základní přednosti polyethylénu jsou:

• nízká hustota ve srovnání s ostatními plasty,

• vysoká houževnatost provázená odolností proti úderu a vysokou tažností,

• velmi dobré elektrické a dielektrické vlastnosti, pro které je používán v kabelářském průmyslu,

• velmi malá nasákavost,

• vysoká korozní odolnost proti chemickým činidlům,

• dobrá zpracovatelnost.

Přes tyto jednotící přednosti se polyethylény mezi sebou liší. Pro kvalitativní porovnání nám poslouží následující přehled.

Porovnání vlastností typů polyethylénu

Rozvětvený polyethylén (PE-LD)

• je měkčí, ohebnější

• má lepší rázovou i vrubovou houževnatost i při nízkých teplotách

• má nižší teplotu tání (105-110°C)

• má nižší tvarovou stálost za tepla (Vicat B 40°C)

• má nižší pevnost (8-10 MPa)

• má nižší modul pružnosti (100-200 MPa v ohybu)

• svařuje se

Lineární polyethylén (PE-HD)

• je tvrdší a tužší

• je nepatrně křehčí

• má vyšší teplotu tání (130-135°C)

• má vyšší tvarovou stálost za tepla (Vicat B 70-75°C)

• má vyšší pevnost (20-30 MPa)

• má vyšší modul pružnosti (700-1000 MPa v ohybu)

• svařuje se

Zesíťovaný (PE-X)

• mírně snížená tvrdost a tuhost

• lepší mrazuvzdornost

• lepší životnost

• lepší odolnost proti korozi za napětí

• nad teplotou tání netaje, pouze měkne do kaučukovitého chování

• krátkodobě snese i teplotu 200° C

• nedá se svařovat

K přesnému srovnání užitných parametrů použijeme následující tabulku.

Tabulka vybraných vlastností polyethylénu:

                       
Vlastnost Jednotka PE-LD PE-HD PE-UHMW
Fyzikální
Hustota g/cm3 0,914-0,928 0,94-0,97 0,935
Index toku taveniny (190/2,16) g/10 min 0,1-70 0,4-8 -
Teplota tání krystalitů 0C 105-110 130-135 135-138
Mechanické vlastnosti
Modul pružnosti v tahu 23 0C MPa 100-500 700-1400 300
Modul pružnosti v tahu 50 0C MPa 30-100 400-900 150
Modul pružnosti v tahu 100 0C MPa pod 10 80-200 -
Pevnost 23 0C MPa 8-23 18-35 nad 20
Pevnost 80 0C MPa 2 4-6 8
Tažnost % cca 600 400-800 350
Tvrdost kuličkou, 30 s MPa 15 50 38
Houževnatost Charpy, 20 0C kJ/m2 bez lomu bez lomu bez lomu
Houževnatost Charpy,-20 0C kJ/m2 bez lomu - bez lomu
Vrubová houževnatost Charpy, 20 0C kJ/m2 bez lomu bez lomu bez lomu
Vrubová houževnatost Charpy, -20 0C kJ/m2 bez lomu 3-bez lomu bez lomu
Tepelné vlastnosti
Vicat B 0C do 40 70-75 74
Tvarová stálost za tepla ISO 75 A (1,8 MPa) 0C 35 45 95
Tvarová stálost za tepla ISO 75 B (0,4 MPa) 0C 45 75-80 -
Koeficient délkové teplotní roztažnosti K-1 2,5.10-4 2.10-4 2.10-4
Teplota použití, maximální krátkodobá 0C 80-90 90-120 -
Teplota použití, maximální trvalá 0C 60-75 70-80 -
Teplota použití, minimální trvalá 0C -50 -50 -

Vliv molární hmotnosti

Polyethylén o nízké molární hmotnosti (do 100 000) má nižší krystalinitu, lépe zatéká a lépe se zpracovává. Jeho mechanické vlastnosti (pevnost, tuhost, tažnost, houževnatost) jsou však nevalné, stejně jako tvarová stálost za tepla a chemická odolnost.

Vliv distribuce molárních hmotnostní

Důležitým strukturním parametrem je také šířka distribuce molárních hmotností. V zásadě platí, že čím užší distribuce, tím lepších parametrů u polyethylénu dosáhneme. Tak se

Nahrávám...
Nahrávám...