vink passion for plastics PE Tekniset tiedot
PE Tekniset tiedot PE - polyeteeni kehitettiin jo -luvulla. Englantilainen ICI kehitti suurpainepolyetyleenin, mutta 195 kehitettiin Ziegler-menetelmä, joka on edelleen pohjana PE:n valmistuksessa. PE on yleinen materiaali ja sen raakaainetta valmistavat monet tehtaat. PE on kestomuovi, joka valmistetaan polymeroimalla: paineessa, korkeassa lämpötilassa sekä katalysaattorien avulla eteeenistä muodostuu molekyyliketjuja. Säännölliset ketjut kiteytyvät helposti, joten materiaalin osittaista kiteisyyttä on hyvin vaikea välttää. Lineaarisen rakenteen, pitkien molekyyliketjujen (suuri molekyylipaino) sekä kiteisyyden ansiosta materiaalilla on useita hyviä ominaisuuksia. PE:ä on useita eri laatuja, joista pääryhmät ovat: PE-LD (PEL) - pieni molekyylipaino - pehmeä ja joustava PE-HD (PE) - suuri molekyylipaino - kova sekä kestävä PE-HD 5 ja 1 - erittäin suuri molekyylipaino - hyvä kulutuskestävyys PE:stä on paljon erilaisia muunnoksia ja sitä sekoitetaan usein muiden polymeerien kanssa. PE kuuluu polyolefiineihin, joita ovat myös polypropeeni, etyylivinyyliasetaatti, polybuteeni sekä polymetyylipenteeni. PE on sekä elastomeeri että osittain kiteinen, amorfinen kestomuovi. Käyttöala PE-HD on suhteellisen edullinen materiaali. Edullisuuden ja hyvien ominaisuuksien (esim. kulutuskestävyys, kemiallinen kestävyys) ansiosta sitä käytetään monilla teollisuudenaloilla. Kemianteollisuudessa käytetään PE- HD (PE8 ja PE1) putkia, putkenosia sekä venttiilejä, PE-HD (PE) levyjä käytetään altaisiin, säiliöihin sekä galvanointirumpuihin. Koneteollisuudessa PE-HD 5 ja 1 soveltuvat hammaspyöriin, ketjunohjaimiin sekä erilaisiin kulutuspintoihin. Hiilen, viljan ja hiekan kuljettimissa PE-HD 5:ta sekä 1:ta käytetään liukulevyinä. Niitä käytetään myös siilojen vuoraukseen ym. kohteissa, joissa tarvitaan liukuominaisuutta. Elintarviketeollisuudessa PE-HD:tä käytetään erityisesti leikkuulautoina ja elintarvikemuotteina. Materiaali kestää pakastamisen. PEL, PEM sekä PEH:iä käytetään putkilinjoissa, viemärijärjestelmissä sekä kaasuputkistoissa. PE:n ominaispiirteitä hyvä kulutuskestävyys hyvä lovi-iskulujuus myös alhaisissa lämpötiloissa kestää hyvin kemikaaleja veden imeytyminen vähäistä, pieni kaasun läpäisevyys elintarvikehyväksytty voidaan käyttää hyvin alhaisissa lämpötiloissa edullinen Mekaaniset ominaisuudet PE on suhteellisen pehmeä ja joustava materiaali, joten se ei kestä suurta kuormitusta ilman muodonmuutoksia. Lovi-iskulujuus on erittäin hyvä ja materiaali vaimentaa iskua sekä tärinää. Kulutuskestävyys on erinomainen sekä pienissä osissa että suuremmissa kokonaisuuksissa (esim. siilojen vuoraus). PE:n kitkakerroin on pieni ja sen pinta on sileä sekä erittäin hylkivä. Lämpöominaisuudet PE:n käyttölämpötila-alue on -5 - +8. PE-HD 1:ta voidaan käyttää aina -26:seen saakka. PE-LD:n kidesulamispiste on n. 11, PE- HD:n n. 15. Lämpömuovauksessa lämpötilarajat pitää ylittää. Sähköiset ominaisuudet PE:n sähköneristyskyky on muihin muoveihin verrattuna yksi parhaista. Eristehäviö on pieni. Staattinen sähkö voi aiheuttaa ongelmia. Optiset ominaisuudet PE- kalvo on läpinäkyvä. Puolivalmisteena PE:n luonnollinen väri on opaalinvalkoinen. Fysiologiset ominaisuudet PE on elintarvikekelpoinen muovi. Se soveltuu hyvin sekä pakkausmateriaaliksi että elintarviketeollisuuden koneenosiin. PE on FDA:n (USA) ja BGA:n (Saksa) hyväksymä. Kemiallinen kestävyys PE kestää hyvin monia kemikaaleja. Veden imeytyminen on vähäistä ja materiaali läpäisee vähän kaasuja. Laimeat hapot, emäkset ja suolaliuokset eivät vahingoita PE:ä, poikkeuksena ovat vahvasti hapettavat kemikaalit, kuten typpihappo, savuava rikkihappo sekä halogeenit. Alle 6:ssa vain harvat orgaaniset liuotinaineet vahingoittavat PE:ä. Materiaalin korkea kiteisyysaste parantaa kemiallista kestävyyttä. PE:ä ei tule käyttää seuraavissa olosuhteissa: korkea lämpötila kun vaaditaan hyvää kulutuskestävyyttä sekä jäykkyyttä samanaikaisesti kun vaaditaan hyvää mittapitävyyttä vahvasti hapettavien aineiden sekä aromaattisten ja alifaattisten hiilivetyjen kanssa kun vaaditaan UV-säteilyn kestävyyttä (kestävyyttä voidaan parantaa lisäämällä hiiltä) Sään ja UV-säteilyn kestävyys UV-säteily vahingoittaa PE:ä ja ulkokäyttöön tarkoitettu materiaali stabiloidaan. Palaminen PE on syttyvä materiaali ja se palaa kirkkaalla liekillä, jonka ydin on sininen. PE pisaroi palaessaan ja liekin sammuttua savu haisee steariinille. Syttymispiste on 4. PE:ä valmistetaan myös huonosti/hitaasti palavana laatuna.
Lastuava työstö PE-HD puolivalmisteita on helppo työstää. Jäähdyttämiseen sopivat kaikki yleisimmät jäähdytysaineet. Ohuita PE-HD levyjä voidaan leikata ja stanssata. Lämpömuovaus PE-HD ja PE-LD levyjä voidaan lämpömuovata. PE-HD 5 ja 1 laatujen kuumataivutus on mahdollista, mutta suhteellisen hankalaa. PE-HD:n muovauslämpötila on n. 1. Materiaali palautuu ja kutistuu jäähdyttäessä, apuna voidaan käyttää muottia, joka pitää materiaalin halutussa muodossa. PE-HD levyjen kylmämuovaus on mahdollista, mutta ilman tukea materiaali palautuu ajan myötä alkuperäiseen muotoonsa. Sisäinen jännitys aiheuttaa harvoin ongelmia. Liitosmenetelmät Yleisimmin käytetty menetelmä PE-HD levyjen asennukseen ja liittämiseen on ruuviliitos. Kierteiden tekemistä materiaaliin tulee välttää, sen sijaan suosittelemme käytettäväksi metallisia kierreholkkeja tai kierteittäviä ruuveja. Lisäksi tulee ottaa huomioon, että PE-HD:n lämpölaajenemiskerroin on suurempi kuin metallin. Liimaus Hyvän kemiallisen kestävyyden ja materiaalin epäpolaarisuuden takia PE-HD:tä ei voida liimata ilman esikäsittelyä. Huolellinen esikäsittely on välttämätöntä riittävän vahvan liimasauman aikaansaamiseksi. PE-HD:tä liimataankin erittäin harvoin, sillä saumat jäävät helposti heikoiksi ja esikäsittely on hankalaa. Hitsaus Hitsaus on erittäin hyvä liitosmenetelmä PE-HD:lle. Hitsaukseen voidaan käyttää kuumakaasuhitsauslaitetta tai puskuhitsauskonetta, joko suoralla tai IR lämmityksellä. Myös kitkahitsaus soveltuu PE-HD:lle hyvin. Ultraäänihitsausta voidaan käyttää, mutta suurtaajuushitsaus ei ole mahdollista. PE-HD 5:aa sekä erityisesti PE-HD 1:ta on suhteellisen vaikea hitsata suuren puristusvoiman tarpeen takia. Pintakäsittely PE-HD:tä on mahdollista painaa ja maalata esikäsittelyn jälkeen. Puolivalmisteet PE-puolivalmisteet: levyt, tangot ja putket, valmistetaan suulakepuristamalla. Materiaalista valmistetaan myös putkenosia sekä venttiilejä. PE-HD 5 ja 1 levyjä on saatavilla myös pulverista puristettuna laatuna. Kaikkia suurimolekyylisiä laatuja ei voida suulakepuristaa, sillä ne ovat sulaessaan liian jähmeitä. Ohuet levyt voidaan kuoria paksuista levyistä tai tangoista. PE:n väri on yleensä musta tai luonnonvalkoinen. Kysyttäessä myös muita värejä ja seostettuja puolivalmisteita.
PE Fysikaaliset ominaisuudet PE -Fysikaaliset ominaisuudet Menetelmä YKS. PE PE5 PE1 PE1 reg. Matrox Ominaispaino 1) Veden imeytyminen 1) Palavuus Säänkesto DIN EN ISO 118-1 DIN EN ISO 62 UL94 g/cm %,96 <,1 hyvä,96 <,1,9 <,1,96 <,1 koht.,9 <,1 hyvä Mekaaniset ominaisuudet Vetolujuus Murtovenymä Kimmomoduuli (veto) Lovi-iskulujuus (Charpy) Lovi-iskulujuus (14 kaksois V-lovi) Kovuus, Shore DIN EN ISO 527 DIN EN ISO 527 DIN EN ISO 527 DIN EN ISO 179-2 DIN EN ISO 179-2 DIN EN ISO 868 /15sek % mj/m 2 mj/m 2 D 22 >5 8 1 15 6 27 >5 12 - >2 65 2 >2 68 - >1 6 22 >2 7 - >1 65 2 >2 67 4, >1 6 Lämpöominaisuudet Kidesulamislämpötila Lämmönjohtavuus Ominaislämpökapasiteetti Lin. lämpölaajenemiskerroin Lämmönkesto, jatkuva Lämmönkesto, lyhytaikainen Kylmänkesto, jatkuva Muodonmuutoslämpötila ISO 1157- DIN 52612-2 DIN 52612 DIN 5752 DIN EN ISO 6 VICAT B W/(m K) kj/(kg K) 1-6 K -1 15,4 1,9 15...2 8 1-5 67 15,4 1,9 15...2 8 1-1 79 15,4 1,9 15...2 8 1-25 79 15,4 1,9 15...2 8 1-15 79 15,4 1,9 15...2 8 1-25 79 Sähköiset ominaisuudet Dielektrisyysvakio Eristehäviökerroin Ominaisvastus Pintavastus CTI-arvo Läpilyöntilujuus IEC 625 IEC 625 IEC 69 IEC 69 IEC 6112 IEC 624 Ω cm Ω kv/mm 2,5,5...4 1-4 6 2, 2 1-4 6 2, 1 1-4 6-2, 4 1-4 >1 12 6 2, 1 1-4 6 Esitteessä annetut tekniset tiedot ovat ohjearvoja, eivätkä sido materiaalin toimittajaa.
PE Tekniset tiedot Lämmönjohtavuus W/m x K,5 Terminen muotostabiliteetti 1-4/K 2,8 Lämmönjohtavuus,4,,2,1 5 1 15 2 o C Lämpötila PE-HD :n lämmönjohtavuus lämpötilan funktiona Lämpölaajenemiskerroin 2,4 2, 1,6 1,2,8,4-4 -2 2 4 6 8 o C Lämpötila PE-HD 1:n lämpölaajenemiskerroin lämpötilan funktiona Viruminen 8 Dynaaminen virumismoduuli 1 4 1 Taivutus-virumismoduuli 6 4 2 5 o C 2 o C Virumismoduuli 1 1 2 1 1 1 G 1 2 1 1 1 1-1 Logaritminen vaimennus 1-2 1-1 1 1 1 1 2 1 tuntia Kuormitusaika PE-HD 1:n taivutus-virumismoduuli eri lämpötiloissa (taivutuskuormitus 2 ) 1-1 -15-1 -5 1 15 2 o C 1-2 Lämpötila 5 Virumismoduuli G vääntökuormituksessa sekä logaritminen vaimennus lämpötilan funktiona (DIN 54) Dynaaminen ominaiskäyrä 5 Lovi-iskulujuus mj/mm 2 7 4 8 ei murtumaa Vetojännitys 2 2 o C Virumismoduuli 6 4 1 2 12 o C 15 6 75 9% Venymä PE-HD 1:n dyn. ominaiskäyrä -2-15 1-5 o C Lämpötila PE-HD 1:n lovi-iskulujuus eri lämpötiloissa (DIN 5)
PE Tekniset tiedot Isochron-käyriä PE-HD 2 o C 5 1h 1h 1 1 h Kitkakerroin,5 Vetojännitys Vetojännitys 4 2 1 1 2 Venyminen % PE-HD 4 o C 1h 1 5 4 2 1 Ekstrapoloitu 1 5 h 1 2 1 1 4 1 5 h=tuntia h=tuntia Dynaaminen kitkakerroin,,25,2,15,1,5,5 1 2 2,5 Keskimääräinen pintapaine Dynaaminen kitkakerroin pintapaineen funktiona. Teräksen ja PE-HD 1:n välinen kitka, liukunopeus 1 m/min. Vertailu mm / 1 Sykliä 8 Kuluminen 6 4 2 1 2 Venyminen % PE-HD 1 PE-HD PUR PS ABS Eri levymateriaalien kuluminen (DIN 5754) 5 PE-HD 65 o C 4 1h 1h Vetojännitys 2 1 4 h 1 2 h 1 h h=tuntia 1 1 5 h Ekstrapoloitu 1 2 Venyminen % Käyrät antavat materiaalivakioita staattisessa kuormituksessa. Lämpötilan ja kuormituksen lisäksi huomioidaan aika. Käyrästä näkyy sekä virumislujuus (vakiokuormitus) että relaksaatioalue (vakiovenymä).
PE Ominaisuusprofiili o C 16 14 12 1 8 6 4 2 HDT PEHD 1 kj/m 2 25 2 15 1 5 Lovi-iskulujuus, Charpy o C 16 14 12 1 8 6 4 2 Maksimi käyttölämpötila Kimmomoduuli 1-6 K 4 16 14 12 1 8 6 4 2 Lineaarinen lämpölaajenemiskerroin 1 2 4 Muotostabiliteetti 2 o C 5 1 15 2 25 1 2 4 5 6 7 8 9 Vetolujuus 2 o C,8 1, 1,2 1,4 1,6 1,8 2, g/ccm Ominaispaino Esitteessä annetut tiedot ovat keskimääräisiä ohjearvoja, eivätkä sido materiaalin toimittajaa.
www.vink.fi 9/212