Materialvergleich
PE-HD vs PE-LD: Polyethylen-Klassifikation und Auswahl
PE-Klassifikation nach Dichte
Polyethylen ist eine Polymer-Familie mit graduell unterschiedlichen Eigenschaften, klassifiziert hauptsächlich nach Dichte:
- PE-HD (High Density Polyethylene) — Dichte 0,941–0,965 g/cm³. Hochkristallin (60–80 %), starr, hochfest. Ziegler-Natta- oder Metallocen-Synthese, lineare Kettenstruktur mit geringer Kurzkettenverzweigung.
- PE-MD (Medium Density) — Dichte 0,926–0,940 g/cm³. Übergangsbereich, in der Praxis selten als eigene Klasse vermarktet.
- PE-LD (Low Density Polyethylene) — Dichte 0,915–0,935 g/cm³. Hochdruck-Reaktor-PE mit langkettiger Verzweigung. Niedrigere Kristallinität (40–55 %), weicher, flexibler.
- LLDPE (Linear Low Density) — Dichte 0,915–0,930 g/cm³. Moderne Variante mit α-Olefin-Comonomeren (Buten-1, Hexen-1, Octen-1) statt langkettiger Verzweigung. Bessere mechanische Werte als klassisches PE-LD bei gleicher Dichte.
- PE-UHMW (Ultra-High Molecular Weight) — Sondertyp mit Molgewicht >3 Mio. g/mol. Sehr hoher Verschleißwiderstand, schwer schmelzverarbeitbar.
Eigenschaften im Vergleich
Die Eigenschaften skalieren systematisch mit der Dichte:
| Eigenschaft | PE-LD | LLDPE | PE-HD |
|---|---|---|---|
| Dichte g/cm³ | 0,915–0,935 | 0,915–0,930 | 0,941–0,965 |
| Kristallinität | 40–55 % | 45–60 % | 60–80 % |
| Schmelzpunkt Tm | 105–115 °C | 120–125 °C | 130–138 °C |
| Zugfestigkeit (MPa) | 8–17 | 15–28 | 20–35 |
| E-Modul (MPa) | 150–300 | 250–400 | 800–1.200 |
| Bruchdehnung (%) | 500–700 | 500–900 | 300–1.000 |
| Schmelzeviskosität | hoch | mittel | mittel |
| Schmelzefestigkeit | sehr gut | mittel | gut |
| Spannungsriss-Beständigkeit | mäßig | gut | sehr gut (PE-100) |
| Reißfestigkeit Folie | mäßig | sehr gut | gut |
| Heißsiegelfähigkeit | sehr gut | gut | mäßig |
Verarbeitungs-Schwerpunkte je Typ
Jeder PE-Typ hat einen klaren Verarbeitungsschwerpunkt:
- PE-HD im Blasformen: Standard für Flaschen (Pharma, Reinigungsmittel), Kanister (Chemie, Lebensmittel), IBC-Tanks bis 1.000 l. Auch Spritzguss für Verschlüsse, Eimer und Industriebehälter.
- PE-HD in der Extrusion: Druckrohre PE-100 (Trinkwasser nach EN 12201, Gas nach EN 1555), Großrohre für Abwasser und Industrie, Folienextrusion (HDPE-Tragetaschen mit knisterndem Geräusch).
- PE-LD in der Folienextrusion: Tragetaschen (alte Generation), Müllbeutel, Geschenkfolien, Lebensmittelverpackung, Beutel mit guter Heißsiegelung.
- LLDPE in der Folienextrusion: Stretchfolien (Palettensicherung — der dominante Einsatz), Industriebeutel mit hoher Reißfestigkeit, dünne Heavy-Duty-Beutel.
- PE-UHMW: Plattenmaterial für Verschleißanwendungen (Trommelauskleidung, Bandführungen), durch Sintern verarbeitet (nicht spritzbar).
Spannungsrissbeständigkeit (ESCR) und Anwendungstauglichkeit
Die Spannungsrissbeständigkeit ist eine der wichtigsten Eigenschaften bei PE-Hohlkörpern und Druckrohren:
- PE-HD-100 (bimodal): ESCR >3.000 h. Bimodal heißt: Mischung aus niedrig- und hochmolekularen Ketten in optimierter Verteilung. Standard für Druckrohre mit 50-Jahre-Garantie.
- PE-HD-Standard (unimodal): ESCR 50–500 h. Geeignet für Pharma- und Kosmetikflaschen, Eimer, Industriebehälter ohne Druckbelastung.
- LLDPE: ESCR 50–200 h. Besser als klassisches PE-LD wegen linearer Struktur ohne Langkettenverzweigung.
- PE-LD klassisch: ESCR <50 h. Für Folien unkritisch, für Hohlkörper unter Druck nicht geeignet.
Praktische Auswahlhilfe
Faustregeln für die Werkstoffwahl:
- PE-HD: Für alle Hohlkörper (Flaschen, Eimer, Tanks), Druckrohre, Verschlüsse mit Liner, harte Spritzgussteile, Schraubdeckel.
- PE-LD: Für weiche, knisternde Folien, Müllbeutel, Geschenkverpackungen, Heißsiegelschichten in Verbundfolien, Beutel mit hoher Schmelzefestigkeit.
- LLDPE: Für Stretchfolien (Standard), dünne Beutel mit hoher Reißfestigkeit, dehnbare Folien.
- PE-UHMW: Für extreme Verschleißanwendungen (Förderbänder, Bandführungen, Schiebeschutzplatten in Mineraltanks), wenn keine Spritzguss-Form möglich.
- PE-MD oder Blends: Übergangsanwendungen, Spezial-Folien mit Tailormade-Eigenschaften.
Die Materialwahl erfolgt fast immer durch den Verarbeiter in Abstimmung mit dem Compoundeur, oft auf Basis konkreter Anwendungstests (Berstdruck, Lebensmittelmigrationsprüfung, Spannungsriss-Test).
Häufige Fragen
Was ist der Hauptunterschied zwischen PE-HD und PE-LD?
Die Dichte (PE-HD 0,941–0,965 g/cm³, PE-LD 0,915–0,935 g/cm³) und damit die Kristallinität. PE-HD ist starr, hart, hochfest. PE-LD ist weich, flexibel, mit besserer Heißsiegelung — daher dominant bei Folien.
Wofür wird LLDPE verwendet?
LLDPE dominiert die Stretchfolien-Herstellung (Palettensicherung). Die lineare Struktur mit α-Olefin-Comonomer gibt höhere Reißfestigkeit und Punktionswiderstand als klassisches PE-LD bei gleicher Dichte.
Welches PE für Trinkwasserrohre?
PE-100 (bimodal). Diese Spezial-PE-HD-Variante mit ESCR >3.000 h ist Standard für Trinkwasser- und Gas-Druckrohre nach EN 12201 / EN 1555 mit 50-Jahre-Lebenserwartung.
Welcher PE-Typ ist transparenter?
PE-LD ist klarer als PE-HD wegen der niedrigeren Kristallinität. Trotzdem sind alle PE-Typen nur "milchig" transparent — für volltransparente Verpackungen werden PP, PET oder PS verwendet.
PE-HD oder PE-LD für Mikrowellengeschirr?
Beide sind nur eingeschränkt geeignet. PE-LD schmilzt schon bei 105–115 °C, PE-HD bei 130–138 °C. Für Mikrowellengeschirr (Erwärmung bis 100+ °C) wird PP oder PSU bevorzugt — PE eher für kalte/lauwarme Speisen.
Weiterführend: Siehe verlinkte Material- und Verfahrensseiten unten.