Materialbeständigkeit von LDPE&PP

Chemische und thermische Eigenschaften

Die Materialbeständigkeit von Kunststoffen ist ein entscheidender Faktor bei der Auswahl geeigneter Verpackungen, Folien, Beutel und technischer Kunststoffprodukte. Je nach Füllgut, Lagertemperatur und Einsatzbedingungen muss das Verpackungsmaterial unterschiedlichen chemischen und thermischen Belastungen standhalten.

Zu den häufig verwendeten Kunststoffen gehören LDPE (Polyethylen niedriger Dichte) und PP (Polypropylen). Beide Materialien zeichnen sich durch eine gute Beständigkeit gegenüber vielen Chemikalien aus und werden deshalb in zahlreichen industriellen und gewerblichen Anwendungen eingesetzt.

Allerdings unterscheiden sich LDPE und PP hinsichtlich ihrer mechanischen Eigenschaften, ihrer Temperaturbeständigkeit und ihres Verhaltens gegenüber bestimmten Chemikalien. Welcher Kunststoff besser geeignet ist, hängt deshalb immer vom konkreten Anwendungsfall ab.

Was bedeutet Materialbeständigkeit bei Kunststoffen?

Unter Materialbeständigkeit versteht man die Fähigkeit eines Werkstoffs, seine Eigenschaften unter bestimmten äußeren Einflüssen möglichst lange beizubehalten.

Bei Kunststoffverpackungen sind insbesondere folgende Eigenschaften wichtig:

• Chemische Beständigkeit: Widerstandsfähigkeit gegenüber Säuren, Laugen, Lösungsmitteln, Ölen, Fetten und anderen Füllgütern.
• Temperaturbeständigkeit: Fähigkeit, bei bestimmten Temperaturen eingesetzt zu werden, ohne sich unzulässig zu verformen oder seine Eigenschaften wesentlich zu verändern.
• Mechanische Beständigkeit: Widerstandsfähigkeit gegenüber Zug, Druck, Stoß und anderen mechanischen Belastungen.
• Langzeitbeständigkeit: Verhalten des Materials bei längerer Lagerung oder dauerhaftem Kontakt mit einem Füllgut.

Die Beständigkeit eines Kunststoffs lässt sich nicht allein anhand seiner Materialbezeichnung bestimmen. Auch die Konzentration des Füllguts, die Kontaktdauer, die Temperatur, mechanische Belastungen und die Zusammensetzung des Kunststoffs beeinflussen das Ergebnis.

Was ist LDPE?

LDPE steht für Low-Density Polyethylene und bezeichnet Polyethylen niedriger Dichte. Dieser Kunststoff ist flexibel, zäh und gut verarbeitbar. Er wird häufig für Verpackungsfolien, Beutel, Abdeckfolien und andere flexible Kunststoffprodukte verwendet.

LDPE besitzt eine vergleichsweise geringe Dichte und eine stärker verzweigte Molekülstruktur als HDPE. Dadurch ist das Material in der Regel weicher und flexibler.

Zu den typischen Eigenschaften von LDPE gehören:

• Gute Beständigkeit gegenüber Wasser und Feuchtigkeit.
• Gute Beständigkeit gegenüber vielen verdünnten Säuren und Laugen.
• Gute Beständigkeit gegenüber zahlreichen wässrigen Lösungen.
• Gute Flexibilität und Zähigkeit.
• Gute Verarbeitbarkeit zu Folien und Beuteln.
• Begrenzte Beständigkeit gegenüber hohen Temperaturen und bestimmten organischen Chemikalien.

LDPE eignet sich deshalb für viele Verpackungsanwendungen, bei denen Flexibilität, Feuchtigkeitsbeständigkeit und eine gute chemische Verträglichkeit gefragt sind.

Was ist PP?

PP steht für Polypropylen. Es handelt sich um einen thermoplastischen Kunststoff, der unter anderem für Verpackungen, Behälter, technische Formteile und bestimmte Folien eingesetzt wird.

PP weist im Vergleich zu LDPE in der Regel eine höhere Steifigkeit und eine bessere Wärmeformbeständigkeit auf. Deshalb wird es häufig dort eingesetzt, wo ein Kunststoffprodukt höheren Gebrauchstemperaturen ausgesetzt ist oder eine größere Formstabilität benötigt wird.

Typische Eigenschaften von PP sind:

• Gute Beständigkeit gegenüber vielen Säuren und Laugen.
• Gute Beständigkeit gegenüber Wasser und zahlreichen wässrigen Lösungen.
• Höhere Wärmeformbeständigkeit als bei gewöhnlichem LDPE.
• Gute Steifigkeit und mechanische Festigkeit.
• Gute Beständigkeit gegenüber vielen Fetten und Ölen, abhängig von den jeweiligen Einsatzbedingungen.
• Begrenzte Beständigkeit gegenüber bestimmten starken Oxidationsmitteln und organischen Lösungsmitteln.

PP ist nicht grundsätzlich für jede Anwendung besser geeignet als LDPE. Während PP bei höheren Temperaturen Vorteile bieten kann, ist LDPE aufgrund seiner Flexibilität für viele Folien- und Beutelanwendungen besonders gut geeignet.

Unterschied zwischen LDPE und PP

LDPE und PP unterscheiden sich vor allem hinsichtlich ihrer Molekülstruktur, Flexibilität, Wärmebeständigkeit und ihres Verhaltens gegenüber bestimmten Chemikalien.

LDPE wird bevorzugt eingesetzt, wenn eine flexible, gut verarbeitbare Kunststofffolie benötigt wird. Typische Anwendungen sind Beutel, Verpackungsfolien und Abdeckmaterialien.

PP kommt häufig zum Einsatz, wenn eine höhere Steifigkeit oder eine bessere Wärmeformbeständigkeit erforderlich ist.

Bei beiden Materialien muss die chemische Beständigkeit für das konkrete Füllgut geprüft werden. Auch bei gleicher Kunststoffart können Additive, Materialqualität und Verarbeitungsverfahren das Verhalten beeinflussen.

Chemische Beständigkeit von LDPE

LDPE ist gegenüber vielen Chemikalien beständig und reagiert unter üblichen Einsatzbedingungen vergleichsweise wenig mit zahlreichen wässrigen Lösungen.

Gegen welche Stoffe ist LDPE beständig?

LDPE weist im Allgemeinen eine gute Beständigkeit gegenüber folgenden Stoffgruppen auf:

• Wasser und viele wässrige Lösungen.
• Zahlreiche verdünnte Säuren.
• Viele verdünnte Laugen.
• Viele anorganische Salzlösungen.
• Zahlreiche Alkohole.
• Viele aliphatische Kohlenwasserstoffe unter geeigneten Bedingungen.

Die tatsächliche Beständigkeit hängt von der Konzentration, der Temperatur und der Dauer des Kontakts ab. Auch die mechanische Beanspruchung kann eine Rolle spielen.

Gegen welche Stoffe ist LDPE nur eingeschränkt beständig?

Bei bestimmten organischen Chemikalien und stark oxidierenden Substanzen ist besondere Vorsicht erforderlich.

Dazu gehören je nach Konzentration und Temperatur beispielsweise:

• Starke Oxidationsmittel.
• Bestimmte oxidierende Säuren.
• Einige Ester und Ketone.
• Bestimmte aromatische Kohlenwasserstoffe.
• Bestimmte chlorierte Kohlenwasserstoffe.

Solche Stoffe können den Kunststoff angreifen, quellen lassen oder seine mechanischen Eigenschaften verändern. Ob eine Anwendung möglich ist, muss anhand der konkreten Chemikalie und der vorgesehenen Einsatzbedingungen geprüft werden.

Wie verhält sich LDPE gegenüber Fetten und Ölen?

Viele Fette und Öle sind mit LDPE grundsätzlich gut verträglich. Bei bestimmten Ölen, Fettgemischen und anderen organischen Substanzen kann jedoch eine Quellung auftreten.

Dabei nimmt das Material Bestandteile des Füllguts auf, wodurch sich beispielsweise Abmessungen, Festigkeit oder Flexibilität verändern können.

Deshalb sollte bei Verpackungen für fetthaltige Produkte immer geprüft werden, ob die konkrete Rezeptur des Füllguts mit dem vorgesehenen LDPE-Material verträglich ist.

Chemische Beständigkeit von PP

Polypropylen besitzt ebenfalls eine gute Beständigkeit gegenüber zahlreichen Chemikalien und eignet sich für viele industrielle Verpackungsanwendungen.

Gegen welche Stoffe ist PP beständig?

PP ist im Allgemeinen beständig gegenüber:

• Wasser und zahlreichen wässrigen Lösungen.
• Vielen verdünnten Säuren.
• Zahlreichen Laugen.
• Vielen anorganischen Salzlösungen.
• Verschiedenen Alkoholen.
• Zahlreichen Fetten und Ölen unter geeigneten Bedingungen.

PP wird deshalb häufig für Behälter und technische Kunststoffteile verwendet, die mit bestimmten Chemikalien oder wässrigen Lösungen in Kontakt kommen.

Wo liegen die Grenzen der PP-Beständigkeit?

Auch PP kann durch bestimmte Chemikalien angegriffen werden. Insbesondere starke Oxidationsmittel sowie einige organische Lösungsmittel können abhängig von Konzentration, Temperatur und Einwirkdauer problematisch sein.

Bei erhöhten Temperaturen können chemische Einflüsse stärker ausgeprägt sein. Zudem kann es bei mechanisch beanspruchten Bauteilen unter ungünstigen Bedingungen zu Spannungsrissen kommen.

Eine allgemeine Aussage wie „PP ist chemikalienbeständig“ reicht daher für anspruchsvolle Anwendungen nicht aus. Entscheidend ist die Beständigkeit gegenüber dem konkreten Füllgut unter den tatsächlichen Einsatzbedingungen.

Temperaturbeständigkeit von LDPE und PP

Neben der chemischen Verträglichkeit ist die Temperaturbeständigkeit ein wichtiger Faktor bei der Materialauswahl.

LDPE wird häufig für Anwendungen bei moderaten Temperaturen eingesetzt. Als grobe Orientierung werden für bestimmte LDPE-Typen Dauereinsatztemperaturen im Bereich von etwa 70 bis 80 °C genannt. Kurzzeitig können je nach Material und Belastung höhere Temperaturen möglich sein.

PP besitzt im Allgemeinen eine höhere Wärmeformbeständigkeit. Für bestimmte PP-Typen können Dauereinsatztemperaturen im Bereich von etwa 80 bis 100 °C oder darüber angegeben werden.

Diese Temperaturbereiche sind keine universellen Grenzwerte. Die tatsächlich zulässige Temperatur hängt unter anderem von der Materialqualität, der Belastung, der Wand- beziehungsweise Foliendicke und der Dauer der Temperatureinwirkung ab.

Bei dünnen Folien können bereits niedrigere Temperaturen zu einer unerwünschten Verformung führen, insbesondere wenn die Folie gleichzeitig mechanisch belastet wird.

LDPE oder PP – welches Material ist temperaturbeständiger?

Im Allgemeinen besitzt PP gegenüber gewöhnlichem LDPE Vorteile bei der Wärmeformbeständigkeit.

LDPE punktet dagegen mit seiner Flexibilität und seiner Eignung für zahlreiche flexible Verpackungsanwendungen.

Für die Auswahl sollten daher sowohl die Temperatur beim Befüllen als auch die spätere Lager- und Transporttemperatur berücksichtigt werden. Bei heißen Füllgütern ist außerdem zu prüfen, ob die Verpackung während des Abkühlens mechanisch belastet wird oder mit Chemikalien in Kontakt kommt.

Welche Rolle spielt die Dichte bei der Materialbeständigkeit?

Bei Polyethylen beeinflusst die Dichte verschiedene Materialeigenschaften. PE-HD besitzt eine höhere Dichte als PE-LD und weist in der Regel eine stärkere Kristallinität auf.

Dadurch ist HDPE häufig steifer und mechanisch belastbarer als LDPE. Die höhere Dichte bedeutet jedoch nicht automatisch, dass HDPE gegenüber jeder Chemikalie oder jeder Temperatur beständiger ist.

Die chemische Verträglichkeit hängt wesentlich von der jeweiligen Substanz und den Einsatzbedingungen ab. Auch bei der mechanischen Belastbarkeit sind neben der Dichte weitere Eigenschaften entscheidend.

PP lässt sich nicht einfach anhand der PE-Dichte einordnen, da es sich um einen anderen Kunststoff mit einer anderen chemischen Struktur handelt.

Tabelle Materialbeständigkeit:

Material	Concentration	LDPE 23°C	LDPE 60°C	PP 23°C	PP 60°C
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So finden Sie die Beständigkeit Ihrer Substanz

Geben Sie den Namen Ihrer gesuchten Substanz einfach in das Suchfeld der Spalte „Material“ ein. Die Tabelle filtert die Einträge entsprechend Ihrer Eingabe, sodass Sie schnell die passende Substanz und die zugehörigen Angaben zur Materialbeständigkeit von LDPE und PP finden.

Tipp: Verwenden Sie möglichst den vollständigen Stoffnamen, um das gewünschte Ergebnis leichter zu finden.