PE Schläuche bei PAPUREX – warum?
PE Schläuche zu extrudieren, gehört nicht zu den ursprünglichen Kerndisziplinen von PAPUREX. Der Unternehmensname leitet sich nämlich aus den Kunststoffen Polyamid und Polyurethan sowie der Verfahrenstechnik Extrusion ab. Da mittlerweile kein Polyamid mehr im Unternehmen verarbeitet wird (Gründe im Beitrag Polyamid vs. Polyurethan) müsste PAPUREX nach den jüngsten Versuchen mit der Extrusion von PE (kurz für Polyethylen) eher PEPUREX heißen. Keine Sorge, der altbekannte Firmenname wird nicht deswegen geändert. PE bietet jedoch einige interessante Eigenschaften, die bei bestimmten Bedingungen Vorteile für einen PE Schlauch gegenüber anderen Kunststoffschläuchen mit sich bringen.
Eigenschaften von Polyethylen
Wie auch Polyurethan ist Polyethylen ein Thermoplast. Kurz gesagt wird der Stoff also mit steigenden Temperaturen weicher und mit sinkenden Temperaturen härter. Aus diesem Grund ist er für die Extrusion geeignet. Allgemein muss bei PE in vier verschiedene Grundtypen unterschieden werden:
- Polyethylen mit hoher Dichte: PE-HD (high density)
- Polyethylen mit mittlerer Dichte: PE-MD (medium density)
- Polyethylen mit geringer Dichte: PE-LD (low density)
- Lineares Polyethylen mit geringer Dichte. PE LLD (linear low density)
Jede der einzelnen PE-Formen bringt ihre eigenen Vorteile mit sich. Während PE-HD durch die hohe Dichte sehr fest und formstabil ist, bringt PE-MD eine gute Symbiose aus Stabilität und Flexibilität mit sich. PE-LD setzt den Fokus auf hohe Flexibilität, weshalb es sich beispielsweise gut für die Extrusion von Schläuchen eignet. PE-LLD bringt zusätzlich zur hohen Flexibilität eine hohe Zähigkeit mit, die zu einer besseren Dehnbarkeit führt.
Ein allgemeiner Vorteil von Polyethylen ist die gute Beständigkeit gegen viele Kontaktstoffe. So ist PE-LD bereits gegen Wasser, Alkohole und Benzin beständig. Daher eignen sich PE-Schläuche gut als Kraftstoffleitungen. PE-HD setzt bei der Beständigkeit noch einen drauf: Es ist sogar gegen Heißwasser, Mineralsäuren, Laugen und Fette und Öle resistent. Ein weiterer Pluspunkt für das Material ist die Unbedenklichkeit für die menschliche Gesundheit, was es beispielsweise für den Einsatz in Lebensmittelverpackungen qualifiziert.
Auch in Sachen Recycelbarkeit ist PE gut aufgestellt. Der Kunststoff lässt sich nach sortenreiner Sortierung gut mechanisch aufbereiten. Die negativen Schlagzeilen, dass PE einen Großteil des Mülls in unseren Weltmeeren ausmacht, sind zwar berechtigt, allerdings liegt das nicht an der mangelnden Recycelbarkeit. Die Gründe liegen vielmehr in mangelhafter Müllentsorgung sowie in der schieren Menge, in der PE hergestellt wird. Das Material macht rund 30 % der weltweiten Kunststoffproduktion aus.
PE-Schlauch vs. PUR-Schlauch
Im vorigen Abschnitt wurden viele Vorteile des Materials Polyethylen beschrieben. Da drängt sich der Vergleich mit dem Hauptmaterial für die Extrusion bei PAPUREX, Polyurethan (PUR), auf. Eine pauschale Aussage, welches Material besser für die Herstellung von Kunststoffschläuchen ist, kann hier nicht getroffen werden. Für den Vergleich eines PE Schlauchs mit einem PUR Schlauch muss immer die Endanwendung in Betracht gezogen werden. Dennoch lassen sich für einzelne Disziplinen Tendenzen zu einem der beiden Materialien ziehen. Die nachfolgende Tabelle gibt einen Überblick über die Stärken und Schwächen von PE-Schläuchen im Vergleich mit PUR-Schläuchen:
Polyethylen (PE) bietet häufig Vorteile bei Kosten, Gewicht und der Beständigkeit gegenüber vielen wässrigen Medien. Thermoplastisches Polyurethan (TPU) punktet vor allem bei Elastizität, engen Biegeradien und Abriebfestigkeit.
Die Tabelle lässt sich seitlich verschieben.
| Kriterium | Polyethylen (PE) | Polyurethan (TPU) | Einordnung |
|---|---|---|---|
| Kosten | In Standardqualitäten meist wirtschaftlicher. | Häufig höherer Materialpreis; besondere mechanische Eigenschaften können diesen rechtfertigen. | Tendenziell Vorteil PE bei kostenorientierten Anwendungen. |
| Gewicht | Geringe Dichte, dadurch bei gleicher Geometrie meist leichter. | Übliche kompakte TPU-Typen haben eine höhere Dichte. | Vorteil PE bei gleichem Volumen. Das tatsächliche Metergewicht hängt auch von der Wandstärke ab. |
| Flexibilität und Rückstellung | Auch flexibel erhältlich, insbesondere als LDPE; üblicherweise weniger gummielastisch als weiches TPU. | Hohe Elastizität und gute Rückstellung; für enge Biegeradien und bewegte Leitungen geeignet. | Meist Vorteil TPU bei Bewegung und engem Bauraum. |
| Abrieb und Verschleiß | Für viele Anwendungen ausreichend. Gewöhnliche PE-Typen sind hier jedoch meist schwächer als TPU. | Sehr hohe Abriebfestigkeit; günstig bei Scheuern und mechanischer Beanspruchung. | Meist Vorteil TPU. Spezialwerkstoffe wie UHMW-PE sind gesondert zu betrachten. |
| Chemikalienbeständigkeit | Häufig sehr gut gegenüber Säuren, Laugen und Salzlösungen. Keine pauschale Eignung für alle Chemikalien. | Häufig gut gegenüber Ölen und Fetten. Bestimmte Lösungsmittel können Quellen oder Auflösen verursachen. | PE oft vorteilhaft bei wässrigen Chemikalien. Medium, Konzentration und Temperatur entscheiden. |
| Wasser und Feuchtigkeit | Nimmt praktisch kein Wasser auf. Eine hydrolytische Spaltung wie bei Polyester-TPU ist kein typischer Abbaumechanismus. | Polyester-TPU kann besonders unter warmen, feuchten Bedingungen abbauen. Polyether-TPU ist deutlich hydrolysebeständiger. | Vorteil PE gegenüber empfindlichem Polyester-TPU. Kein pauschaler Vorteil gegenüber allen TPU-Typen. |
| Verarbeitung bei der Extrusion | Normalerweise keine Vortrocknung erforderlich, sofern keine Oberflächenfeuchte oder besonderen Rezepturbestandteile vorliegen. | Sorgfältige Trocknung erforderlich. Feuchtigkeit kann Oberflächenfehler und erhebliche Eigenschaftsverluste verursachen. | Vorteil PE beim Trocknungsaufwand. Die übrige Prozessführung muss auf die jeweilige Sorte abgestimmt werden. |
| Druck- und Temperaturbelastbarkeit | Hängt stark von PE-Typ, Abmessungen, Temperatur und Belastungsdauer ab. | Hängt stark von Härte, Rezeptur, Abmessungen und Temperatur ab. | Kein allgemeiner Gewinner. Zulässigen Betriebsdruck und Temperaturbereich am konkreten Schlauch vergleichen. |
Hinweis: Der Vergleich bezieht sich auf typische Werkstoffe für extrudierte Schläuche und Profile. Mit Polyurethan ist hier thermoplastisches Polyurethan (TPU) gemeint. Die Eigenschaften unterscheiden sich je nach Werkstoffsorte, Rezeptur und Einsatzbedingungen. LDPE ist beispielsweise weicher als HDPE. Die Übersicht ersetzt keine Prüfung der konkreten Anwendung.
Wie geht es mit PAPUREX und PE Schläuchen weiter?
Die erste Extrusion eines PE-Schlauchs bei PAPUREX war zunächst nur ein Versuch. Dieser verlief durchaus erfolgreich. Mehr als 45 Jahre Erfahrung in der Extrusion von Polyurethan legen eine solide Basis für den Beginn der Verarbeitung von Polyethylen – auch wenn es wohlgemerkt viele Unterschiede gibt. Unser Fokus bleibt weiterhin auf dem Material Polyurethan. Sollten uns jedoch vermehrt Kundenanfragen zu PE-Schläuchen erreichen, ist die Umsetzung von Projekten aus diesem Bereich durchaus denkbar.
Haben Sie ein Projekt, für das PE-Schläuche interessant sein könnten? Unser Expertenteam berät Sie gerne!