KunststoffWissen
Materialvergleich

PP vs PE-HD: Polypropylen oder Polyethylen?

Strukturelle Unterschiede

Beide gehören zur Polyolefin-Familie (Polymere aus reinen Kohlenwasserstoff-Monomeren), unterscheiden sich aber deutlich:

  • PP (Polypropylen) entsteht aus Propylen (CH₂=CH–CH₃) per Ziegler-Natta- oder Metallocen-Katalyse. Die Methylgruppe an jedem zweiten Kohlenstoffatom verhindert dichte Kristallpackung — Dichte 0,90 g/cm³ (eine der niedrigsten unter Standard-Thermoplasten).
  • PE-HD (High Density Polyethylene) entsteht aus reinem Ethylen (CH₂=CH₂), die Ketten sind weitgehend linear (geringe Verzweigung). Die hohe Linearität ermöglicht hohe Kristallinität (60–80 %) und Dichten von 0,941–0,965 g/cm³.

Die Methylgruppe in PP gibt zwei wesentliche Eigenschaften: höhere Steifigkeit (sterische Behinderung) und höheren Schmelzpunkt (160–165 °C vs 130–138 °C). Aber sie macht PP auch oxidationsempfindlicher — UV-Strahlung greift die tertiären C–H-Bindungen an. Daher braucht PP für Außenanwendungen UV-Stabilisatoren (HALS).

Kennwerte und Bezeichnungssystem

Beide Materialien werden über MFR (Melt Flow Rate, ISO 1133) klassifiziert:

EigenschaftPP-HomopolymerPE-HDNorm
Dichte0,895–0,920 g/cm³0,941–0,965 g/cm³ISO 1183
Schmelzpunkt Tm160–165 °C130–138 °CDSC ISO 11357
Glasübergang Tg−5 bis 0 °C−110 bis −90 °CDMA
Zugfestigkeit30–40 MPa20–35 MPaISO 527
E-Modul1.300–1.800 MPa800–1.200 MPaISO 527
Bruchdehnung50–600 %300–1.000 %ISO 527
HDT/B (0,45 MPa)85–115 °C70–90 °CISO 75-B
Charpy gekerbt (23 °C)3–10 kJ/m²8–25 kJ/m² (NB Bottle-PE)ISO 179
Charpy gekerbt (−20 °C)1–3 kJ/m²6–20 kJ/m²ISO 179
Dauergebrauchstemp.bis 100 °Cbis 80 °C
Schwindung linear1,0–2,5 %1,5–3,0 %ISO 294-4
ESCR (Spannungsriss)mäßigsehr gut (PE-100)ISO 22088
Materialpreis (€/kg)1,40–1,801,40–1,902026 Indikation

Verarbeitung — Spritzguss, Extrusion, Blasformen

Spritzguss: PP dominiert (höhere Steifigkeit, Filmscharnier möglich). PE-HD wird für Verschlüsse, Eimer und große Behälter verwendet, wo Spannungsrissbeständigkeit kritisch ist.

Extrusion: PP für BOPP-Folien (orientierte Verpackungsfolien), Rohre PP-R (DIN 8077), Faser/Textilien. PE-HD für Druck- und Schwerkraftrohre (PE-100 nach EN 12201/EN 13244 für Trinkwasser/Gas), Folien (Säcke, Tragetaschen).

Blasformen: PE-HD ist hier dominant — Flaschen, Kanister, IBC-Tanks bis 1.000 l. PP wird seltener blasgeformt, vor allem für heißfüllbare Saucen-Flaschen und transparente Behälter.

Die Trocknung ist bei beiden nicht erforderlich (Wasseraufnahme <0,02 %), eine Vorwärmung auf 60–80 °C empfiehlt sich bei kritischer Maßhaltigkeit zur Reduktion von Trichter-Kondensat.

Spannungsriss-Beständigkeit (ESCR) — der entscheidende Unterschied bei Hohlkörpern

ESCR (Environmental Stress Cracking Resistance) beschreibt das Versagen unter kombinierter mechanischer Spannung und chemischer Belastung (z.B. Tenside in Reinigungsmitteln). Hier liegt PE-HD weit vor PP:

  • PE-HD-100 (bimodal): ESCR >3.000 h nach ISO 22088 (Vollkreis-Methode) — Standard für Trinkwasser-Druckrohre mit 50-Jahre-Lebenserwartung.
  • PE-HD-Standard: ESCR 50–500 h, ausreichend für Pharmaflaschen, Eimer, Kraftstoff-Tanks (HDPE-EVOH-Verbund).
  • PP-Homopolymer: ESCR 5–50 h, daher kritisch bei Tensid-Kontakt. PP-Random und PP-Block-Copolymer mit ESCR >100 h verfügbar.

Konsequenz: Reinigungsmittel- und Bleichflaschen sind fast immer PE-HD, nie PP. Klar-Verpackungen für Säfte (kein Tensidkontakt) gerne PP wegen Transparenz.

Auswahlmatrix — Entscheidungskriterien

Konkrete Faustregeln für die Werkstoffwahl:

  • PP wählen, wenn: Steifigkeit wichtig (z.B. Sitzschale, Möbelteil), Filmscharnier benötigt (Klappverschluss), Heißfüllung nötig (Saucen, Suppen), höchste mechanische Belastung im Spritzguss, BOPP-Folien für Lebensmittelverpackung.
  • PE-HD wählen, wenn: Spannungsrissbeständigkeit kritisch (Reinigungsmittel-Verpackung, Druckrohre), tieftemperaturzäh (Kühlbox-Behälter, Außenanwendung Winter), Hohlkörper im Blasformen, IBC-Tanks und Großbehälter, Schraubverschlüsse mit Liner.
  • PE-LD/LLDPE statt PE-HD wählen, wenn: Folie statt Hohlkörper (Tragetaschen, Stretchfolie), Dichtung, Kabelmantel.
  • Beide vermeiden, wenn: Steifigkeit höher als 2.000 MPa benötigt (→ PA, ABS, PC), Wärmeformbeständigkeit >120 °C (→ PA, POM, PC), Transparenz hochwertig (→ PMMA, PC, PS).

Häufige Fragen

Welcher Kunststoff ist günstiger — PP oder PE-HD?
Im Standard-Marktpreis sind beide etwa gleich teuer (1,40–1,90 €/kg). Marktdynamik (Rohöl, Asien-Nachfrage) verschiebt das Verhältnis monatlich. PP hat tendenziell etwas niedrigere Volatilität.
Welcher Kunststoff hält höhere Temperaturen aus?
PP hält bis 100 °C dauerhaft (kurz auch 120 °C), PE-HD nur bis 80 °C. Für Geschirrspüler und Mikrowelle ist PP die richtige Wahl, PE-HD nicht geeignet.
Welcher ist zäher bei Kälte?
PE-HD bleibt bis −40 °C zäh (Glasübergang Tg bei −90 bis −110 °C). PP versprödet bereits ab −5 bis 0 °C — nur PP-Block-Copolymer (PP-B) bleibt bis −20 °C schlagzäh.
Welcher hat bessere chemische Beständigkeit?
Beide sind sehr ähnlich gut. PP ist gegen organische Lösungsmittel etwas beständiger (chemisch geschlossener), PE-HD gegen wässrige Tenside (ESCR). Konkret bei Bedarf Beständigkeitsliste des Compoundeurs konsultieren.
PP oder PE-HD für Lebensmittelflaschen?
PE-HD dominiert opake Flaschen (Milch, Reinigungsmittel) wegen ESCR. PP wird für transparente Heißfüll-Flaschen (Saucen, Marmelade) und mikrowellengeeignete Behälter eingesetzt. Beide nach EU 10/2011 zugelassen.

Weiterführend: Siehe verlinkte Material- und Verfahrensseiten unten.