Was ist Polyethylen?
Polyethylen ist eine Art von Kunststoff, ein Harz, das manchmal mit PE abgekürzt wird. Es ist ein Harz, das ausschließlich aus Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen besteht und bei der Verbrennung im Wesentlichen nur Wasser und Kohlendioxid erzeugt.
Der Anteil der verzweigten Ketten und das Molekulargewicht von Polyethylen variieren je nach Herstellungsverfahren. Polyethylen niedriger Dichte (LDPE), das stark verzweigt ist und eine geringe Kristallinität aufweist, ist transparent und weich. Polyethylen hoher Dichte (HDPE), das weniger verzweigt ist und einen höheren Kristallisationsgrad aufweist, ist dagegen sehr schlagfest. Es gibt auch Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht (UHMW-PE) mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften.
Anwendungen von Polyethylen
Polyethylen ist ein Polymer, das durch Polymerisation von Ethylen (C2H4) gewonnen wird und aufgrund seiner einfachen Verarbeitung und geringen Kosten in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt wird.
Polyethylen hat je nach Dichte unterschiedliche Eigenschaften. Polyethylen niedriger Dichte (LDPE) lässt sich gut verarbeiten und wird für Verpackungsfolien, Schlauchbehälter wie Mayonnaise und Plastiktüten verwendet.
Polyethylen hoher Dichte (HDPE) ist stoßfest und wird für Plastiktüten, Eimer und andere Gebrauchsgegenstände, Paraffintanks usw. verwendet. Andere Typen sind Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht (UHMW-PE), das hervorragende mechanische Eigenschaften aufweist und in Separatoren für Lithium-Ionen-Batterien verwendet wird.
Struktur und Eigenschaften von Polyethylen
Polyethylen wird durch Polymerisation von Ethylen (C2H4) mit Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen gewonnen. Es hat eine einfache Struktur, die nur aus Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen besteht.
Der Unterschied zwischen Polyethylen niedriger Dichte und Polyethylen hoher Dichte (siehe oben) ist die Dichte. Sie werden auf unterschiedliche Weise hergestellt: Bei Polyethylen niedriger Dichte entstehen während der Polymerisationsreaktion eine Reihe von verzweigten Molekülketten. Dadurch können sich die Polymere nur schwer aneinander ausrichten, was die Kristallinität reduziert und die Dichte verringert.
Bei Polyethylen hoher Dichte hingegen entstehen während der Polymerisationsreaktion keine verzweigten Ketten, und die linearen Polymere lassen sich leicht ausrichten, was zu einem hohen Grad an Kristallinität und Dichte führt.
Die physikalischen Eigenschaften von LDPE und HDPE, die sich in ihrer Struktur höherer Ordnung unterscheiden, sind ebenfalls sehr unterschiedlich: LDPE ist leicht zu verarbeiten, transparent und weich, hat aber eine geringe Wärmebeständigkeit. HDPE hingegen ist sehr hitzebeständig, chemikalienbeständig und schlagzäh, aber es ist trübweiß wie Plastiktüten und weniger transparent als LDPE.
Toxizität und Umweltauswirkungen von Polyethylen
Polyethylen ist eine inerte Substanz, d. h., wenn es in den Körper gelangt, wird es direkt ausgeschieden, ohne chemische Reaktionen auszulösen. Da Polyethylen nur aus Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen besteht, entstehen bei der Verbrennung im Wesentlichen nur Kohlendioxid und Wasser. Da Polyethylen jedoch weltweit in großen Mengen verwendet wird, gibt es Bedenken hinsichtlich der Umweltauswirkungen der Verbrennung aller unerwünschten Materialien. Aus diesem Grund wird Polyethylen seit kurzem recycelt und wiederverwendet. Die Recyclingrate ist jedoch noch nicht hoch genug, und die technologische Entwicklung für die Wiederverwendung von Polyethylen ist noch nicht abgeschlossen.