Anzahl Durchsuchen:63 Autor:Site Editor veröffentlichen Zeit: 2024-11-18 Herkunft:Powered
Ultrahochmolekulares Polyethylen (UHMW) und hochdichtes Polyethylen sind zuverlässige thermoplastische Polymere aus Ethylenmonomeren. Typischerweise entsteht durch die Polymerisation von Wasserstoff- und Ethylengasen in Gegenwart eines Ziegler-Natta-Katalysators HDPE, während bei Verwendung eines Metallocen-Katalysators UHMW entsteht.
Trotz ihrer ähnlichen Ähnlichkeit unterscheiden sich diese Materialien sowohl in der Zusammensetzung als auch in den Anwendungen. Dieser Beitrag konzentriert sich auf die wichtigsten Unterschiede und Anwendungen von UHMW gegenüber HDPE.
UHMWPE ist ein robustes und dennoch erschwingliches, abriebfestes Material, das für verschiedene Verschleißanwendungen geeignet ist. Neben seinem niedrigen Reibungskoeffizienten bietet dieser teilkristalline Standardkunststoff auch eine hohe Schlag- und Korrosionsbeständigkeit.
Aufgrund seiner einzigartig verlängerten Polymerketten, die seitlich verlaufen, weist es ein hohes Molekulargewicht von etwa 5–9 M AMU auf.
Aufeinanderfolgende Polymerketten binden aufgrund der Van-der-Waals-Kräfte aneinander. Diese Kraft erhöht die zur Ausbreitung der Ketten erforderliche Energie und macht UHMW haltbarer als moderne Thermoplaste.
Darüber hinaus ist UHMW geruchlos, ungiftig und nicht klebend. Aufgrund dieser Eigenschaften eignet es sich zur Herstellung von Zahnrädern, Rollen, Schrauben, Gleitplatten und Sternrädern.
Aufgrund seiner Antihaft- und Selbstschmiereigenschaften eignet sich UHMW auch für Anwendungen mit hohem Verschleiß, darunter Fördersysteme, Schiffsdockfender und LKW-Ladeflächenauskleidungen.
Polyethylen hoher Dichte, bei der Verwendung in HDPE-Rohren als alkalisch bezeichnet, besteht aus leicht gepackten Polymerketten.
Obwohl HDPE eine geringe Polymerkettenverzweigung aufweist, ist es relativ steif und bietet eine mäßige Schlagfestigkeit. Daher kann es bei Temperaturen bis zu 120 °C sicher gehandhabt werden und ist somit autoklavierbar.
Dieses Material ist leicht undurchsichtig und weist eine geringe Flüssigkeitsdurchlässigkeit auf. Es zeichnet sich außerdem durch ein hervorragendes Verhältnis von Festigkeit zu Dichte und eine gute chemische Beständigkeit aus.
HDPE ermöglicht Spritzguss und Blasformen und kann durch Vakuumformen, Kunststoffschweißen und Thermoformverfahren weiter geformt werden.
Aufgrund seiner geringen Feuchtigkeitsdurchlässigkeit eignet sich dieser Thermoplast zur Herstellung riesiger Wasser- und Chemikalienlagertanks, Plastiktüten, Schneidebretter und Tabletts.
Es ist auch berühmt für Spielgeräte, Geomembranen und undurchlässige Rohrleitungssysteme. Obwohl HDPE leichter zu schweißen, zu bearbeiten und zu recyceln ist, ist es weniger haltbar und bietet eine geringere Abriebfestigkeit als UHMW-Polyethylen.
UHMW und HDPE unterscheiden sich zwar im Aufbau nicht, unterscheiden sich jedoch in Stärke, Vielseitigkeit und Kosteneffizienz. Hier sind einige wichtige Unterschiede, die Ihnen helfen sollen, fundierte Entscheidungen über diese Thermoplaste zu treffen.
Ein großer Unterschied zwischen HDPE und UHMW zeigt sich deutlich in ihrem Molekulargewicht. Während UHMW über längere Polymerketten für maximale Haltbarkeit und Festigkeit verfügt, ermöglichen die kürzeren Ketten von HDPE eine einfache Verarbeitung, was es für kostengünstigere Anwendungen attraktiv macht.
Eigentum | UHMW | HDPE |
Molekulargewicht | Sehr hoch | Hoch |
Dichte | 0,93 - 0,95 g/cm³ | 0,93 - 0,97 g/cm³ |
Schlagfestigkeit | Höchster Wert unter den Thermoplasten | Gut |
Abriebfestigkeit | Vorgesetzter | Mäßig |
Chemische Beständigkeit | Gut | Hervorragend mit einigen Chemikalien |
Reibungskoeffizient | ~0,14 | ~0,20 |
Im Vergleich dazu ist UHMW haltbarer und bietet eine bessere Abriebfestigkeit als HDPE. Zusätzlich zu den außergewöhnlich langen Polymerketten lagern sich die UHMW-Moleküle dicht zusammen und verschleißen dadurch weniger.
Bei stark beanspruchten Anwendungen wie Förderbändern übertrifft UHMW HDPE bei weitem und hält bis zu zehnmal länger. Andererseits eignet sich HDPE besser zum Schweißen und für Maschinen.
UHMW bietet die höchste Schlagfestigkeit aller verfügbaren Thermoplaste. Es hält 100-mal stärkeren Stößen stand als HDPE, ohne zu reißen oder zu reißen. Mit seinen langen Ketten und der dichten Mikrostruktur zeichnet sich Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht durch eine hervorragende Energieabsorption aus.
Diese fühlbare Stärke macht UHMW ideal für Anwendungen mit hoher Belastung, um schädliche Auswirkungen durch Stürze und Stürze zu minimieren. Im Gegensatz dazu wird HDPE unter solchen Umständen wahrscheinlich brechen.
Während UHMW eine gute chemische Beständigkeit bietet, variiert die Beständigkeit von HDPE je nach Chemikalie und reicht von guter bis ausgezeichneter Zuverlässigkeit. Im Gegensatz zu UHMW-Polyethylen zeichnet sich HDPE typischerweise durch eine überlegene Beständigkeit gegenüber aggressiven Chemikalien, einschließlich fester Reinigungsmittel, aus. Dennoch empfehlen wir Ihnen, eine Materialprüfung auf Verträglichkeit durchzuführen.
Möglicherweise aufgrund seiner Zuverlässigkeit kostet UHMW bis zu fünfmal mehr als HDPE. Darüber hinaus folgt die Herstellung von UHMW einem speziellen Prozess und erfordert hochreine Harze, was zu einem hohen Preis führt.
Daher empfehlen wir den Ersatz durch HDPE, insbesondere bei Anwendungen, bei denen die Haltbarkeit von UHMW nicht erforderlich ist. Auf diese Weise können Sie ein Leistungsgleichgewicht bei geringeren Kosten erzielen.
UHMW- und HDPE-Polyethylen sind recycelbar und daher umweltfreundlich. Allerdings ist HDPE nachhaltiger, da es zum Umformen geschmolzen werden kann, ohne dass die Qualität des Kunststoffs beeinträchtigt wird.
Andererseits kann man sich UHMW nur so oft merken, bevor es seine begehrten Eigenschaften verliert. Erwägen Sie daher, Ihrer Form rohes UHMW hinzuzufügen, um die Recyclingfähigkeit zu verbessern.
Aufgrund seines beeindruckenden Verhältnisses von Festigkeit zu Dichte zählt UHMW zu den robustesten und langlebigsten Thermoplasten.
Diese Eigenschaft macht es ideal für Anwendungen mit hohem Verschleiß und hoher Belastung. Es überdauert auch andere Materialien, einschließlich HDPE, Holz und Metall.
UHMW bietet eine hervorragende Abriebfestigkeit und eignet sich daher perfekt für Kontaktanwendungen, bei denen ein reibungsloses Gleiten der Materialien erforderlich ist.
Mit einem Reibungskoeffizienten von -0,14 eignet sich das Material für Lager, Zahnräder, Riemenscheiben, LKW-Ladeflächen und Fördersysteme.
Mit seinen bekannten chemikalienbeständigen Eigenschaften ist UHMW ideal für die Lagerung korrosiver Chemikalien, einschließlich Säuren und Basen.
Die meisten Materialien sind porös und quellen daher auf, wenn sie Feuchtigkeit ausgesetzt werden. Glücklicherweise behält UHMW aufgrund seiner geringen Feuchtigkeitsaufnahme mit der Zeit seine Dimensionsstabilität und allgemeine strukturelle Integrität bei.
UHMW läuft nicht an oder wird durch die Einwirkung von UV-Strahlen spröde. Diese Eigenschaft ermöglicht es Ihnen, dieses Material im Außenbereich einzusetzen, ohne sich Gedanken über die Auswirkungen der Sonne auf seine Langlebigkeit machen zu müssen.
Da UHMW geschmacksneutral und ungiftig ist, stellt die Verwendung für Lebensmittelbehälter kein Gesundheitsrisiko dar. Darüber hinaus ist es geruchlos und weist keine reaktiven Eigenschaften auf, die sonst Lebensmittel verunreinigen würden.
Das hohe Molekulargewicht und die Struktur von HDPE ermöglichen es, einigen Stößen standzuhalten, ohne zu brechen oder zu reißen.
HDPE reagiert nicht nur auf die meisten Säuren und Basen, sondern ist auch chemikalienbeständig und eignet sich daher für die Verarbeitung und Lagerung von Chemikalien und Lösungsmitteln.
HDPE hält einer längeren Einwirkung der schädlichen ultravioletten Strahlen der Sonne stand, ohne zu verblassen oder sich zu zersetzen.
Mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten von -0,20 kann HDPE den Verschleiß an Kontaktflächen reduzieren. Allerdings liefert es im Vergleich zu UHMW eine dürftige Leistung.
HDPE ist wie UHMW umweltfreundlich, sodass Sie es zu neuen Produkten recyceln können.
Trotz ihrer zahlreichen Vorteile weisen HDPE und UHMW einige Einschränkungen auf, darunter:
lFeuchtigkeitsaufnahme: Während UHMW eine gewisse Feuchtigkeitsdurchlässigkeit ermöglicht, ist HDPE feuchtigkeitsbeständig, was seine mechanischen Eigenschaften beeinträchtigt.
lMangelnde Selbstschmierung: Im Gegensatz zu UHMW-Polyethylen ist HDPE nicht glatt und daher nicht selbstschmierend. Für ein reibungsloses Gleiten benötigen Sie daher zusätzliche Gleitmittel.
lSchlag- und Verschleißfestigkeit: UHMW bietet eine bessere Schlagfestigkeit als HDPE.
lProduktionskosten: UHMW erfordert mehr Input, während HDPE weniger kostet. Allerdings ist UHMW schwieriger zu formen oder maschinell zu bearbeiten.
lBegrenzte Temperaturbeständigkeit: Beide Materialien halten starker Hitze nicht stand und sind daher für die Luft- und Raumfahrtindustrie ungeeignet.
Aufgrund ihrer bemerkenswerten mechanischen Eigenschaften eignen sich HDPE und UHMW für verschiedene Anwendungen, darunter Landwirtschaft, Baugewerbe, Automobil und Bergbau. Weitere Verwendungszwecke sind:
lFördersysteme sind ideal für Förderbandsysteme in der Lebensmittelverarbeitung und -verpackung.
lOutdoor-Ausrüstung: HDPE und UHMW eignen sich für den Bau von Outdoor-Spielgeräten, da sie sehr beständig gegen UV-Schäden sind.
lFlorwickel: In Küsten- und Meeresumgebungen dienen diese Thermoplaste als Pfahlschutz und schützen Pfeiler, Hafenpfähle und andere Meeresstrukturen vor Abrieb.
lRohrverschraubungen: Sie werden zur Herstellung von Rohrverbindungsstücken, einschließlich Ventilen, Flanschen und Anschlüssen, verwendet
lMedizinische Geräte: HDPE und UHMW sind für die Herstellung von Prothesen und Orthesen von entscheidender Bedeutung.
Hier sind einige UHMW-exklusive Anwendungen
lAusrüstung für die Verarbeitung und Lagerung von Lebensmitteln und Getränken
lKüchenschränke, Theken und Tische
lSchiffsausrüstung
lTeile des Marinedocks
lElektrische Komponenten
lSchrauben
lAuslegerteile
lMontagelinien
lVerschleißleisten, Lager, Sternräder, Führungsschienen,
lUmlenkräder
lRollen und Gleitplatten
lKomponenten von Förderstrecken.
lKörperschutz
lZu den einzigartigen HDPE-Anwendungen gehören:
lKunststoffholz
lMülleimer und Papierkörbe
lFahrzeuginnenraumkomponenten
lVeranda- und Terrassenmöbel
lEinkaufstaschen
lRohrverbindungsstücke
lStoßstangen, rutschfeste Oberflächen.
Trotz der Verfügbarkeit alternativer Kunststoffe wie LDPE, ABS und MDPE erfreuen sich HDPE und UHMW-Polyethylen weiterhin großer Marktanteile. Diese Polymere bieten neben ihren Vorteilen auch verschiedene Eigenschaften, darunter Chemikalien- und Abriebfestigkeit, Zugfestigkeit und UV-Beständigkeit.
