Schimmel van een rotstuinhek
Polyethyleen is een hoogmoleculaire verbinding die wordt gevormd door de additiepolymerisatie van ethyleen. Het werkelijke molecuulgewicht varieert van 10.000 tot enkele miljoenen, afhankelijk van de polymerisatieomstandigheden. Het uitgevonden polyethyleen was polyethyleen met lage dichtheid, verkregen door middel van een hogedrukmethode, met een soortelijk gewicht van 0,910-0,925 g/cm3. Het polyethyleen verkregen door lagedruk- en middendrukmethoden heeft een soortelijk gewicht van 0,941-0,965 g/cm3, dat hogedichtheidspolyethyleen wordt genoemd. Polyethyleen is een wit, wasachtig, doorschijnend materiaal, zacht en taai, enigszins langwerpig, niet-giftig, brandbaar, en smelt en druppelt bij verbranding, waardoor de geur van brandende paraffine vrijkomt. De eigenschappen van polyethyleen houden verband met het molecuulgewicht en de kristalliniteit ervan.
Veel mechanische eigenschappen van polyethyleen worden bepaald door de dichtheid en smeltindex van het materiaal. Van polyethyleen met lage dichtheid tot polyethyleen met hoge dichtheid, de dichtheid varieert in het bereik van 0,90-0,96 g/cm3. De smeltindex (melt flow index) van polyethyleen varieert sterk, van 0,3 tot meer dan 25,0. Veel belangrijke eigenschappen van polyethyleen variëren afhankelijk van de dichtheid en de smeltindex.
De glasovergangstemperatuur van polyethyleenmateriaal is relatief laag, namelijk 125°C, maar kan zijn mechanische eigenschappen binnen een breed temperatuurbereik behouden. Het evenwichtssmeltpunt van lineair polyethyleen met hoog molecuulgewicht is 137°C, maar het is over het algemeen moeilijk om het evenwichtspunt te bereiken. Gewoonlijk bedraagt het smeltpuntbereik tijdens de verwerking 132-135°C. De ontbrandingstemperatuur van polyethyleen is 340°C, de zelfontbrandingstemperatuur is 349°C en de ontbrandingstemperatuur van het stof ervan is 450°C. De smeltindex van polyethyleen wordt bepaald door het molecuulgewicht. Wanneer polyethyleenmaterialen met verschillende molecuulgewichten worden gemengd, neemt hun smeltindex volgens een bepaalde regel ook een bepaalde waarde aan.
Polyethyleen is waterbestendig en de fysieke eigenschappen blijven onveranderd bij hoge luchtvochtigheid of water. Geconcentreerd zwavelzuur, geconcentreerd salpeterzuur en andere oxidatiemiddelen zullen polyethyleen langzaam aantasten. In alifatische koolwaterstoffen, aromatische koolwaterstoffen en gechloreerde koolwaterstoffen zal polyethyleen opzwellen, maar de oorspronkelijke eigenschappen kunnen worden hersteld nadat het zwelmiddel is verdampt. Beneden 60°C is polyethyleen bestand tegen oplosmiddelen, maar koolwaterstofoplosmiddelen zullen polyethyleen snel aantasten wanneer de temperatuur boven 70°C komt. Wanneer de temperatuur blijft stijgen, zal polyethyleen in bepaalde oplosmiddelen oplossen. Het uit de oplossing afgescheiden polyethyleen vormt na afkoeling, afhankelijk van de temperatuur, een pasta of colloïdale toestand.
Polyethyleen is gevoelig voor foto-oxidatie, thermische oxidatie, afbraak van ozon en halogenering. Vanwege de chemische inertie en het niet-polaire oppervlak is polyethyleen moeilijk te verlijmen en te printen. Na behandeling met oxidatiemiddelen, vlammen en corona-ontlading heeft polyethyleen echter goede hechtings- en printeigenschappen.
Wanneer polyethyleen wordt bestraald, treden verknopings-, kettingbreuk- en onverzadigde groepsvormingsreacties op, maar de belangrijkste reactie is verknoping. Wanneer polyethyleen wordt bestraald met een inert gas, treedt er waterstofoverstroming op en verliest het gewicht; wanneer polyethyleen in de lucht wordt bestraald, wordt het zwaarder door de toevoeging van zuurstof. Na bestraling worden aan de polyethyleenmoleculen onverzadigde groepen toegevoegd, waardoor de oxidatieve stabiliteit afneemt. Bij bestraling is de verknopingsreactie van polyethyleen de kettingbrekende en onverzadigde groepsvormingsreacties. De verknopingsreactie kan de weersbestendigheid van polyethyleen verbeteren, dus bestraalde polyethyleenproducten hebben een betere weersbestendigheid dan niet-bestraalde polyethyleenproducten.
Polyethyleen wordt langzaam afgebroken onder invloed van zuurstof in de lucht, en dit proces wordt versneld door hitte, ultraviolette straling en energierijke straling. De kenmerken van degradatie en veroudering zijn afnemende broosheid en zelfs schade aan de producten. Carbon black heeft een aanzienlijk lichtafschermend effect op polyethyleen. Het toevoegen van 2% carbon black kan de levensduur van polyethyleenproducten effectief verlengen. Naast carbon black kan het toevoegen van bepaalde ultravioletabsorberende stoffen aan polyethyleen ook een antiverouderingsrol spelen.
Polyethyleenplastic heeft een slechte thermische geleidbaarheid. Om ervoor te zorgen dat tijdens het rotatiegieten de warmte snel wordt overgedragen op het gehele volume aan kunststofpoederdeeltjes, moet de deeltjesgrootte van het voor rotatiegieten gebruikte polyethyleenpoeder aan bepaalde eisen voldoen. Hoe kleiner de deeltjes, hoe gemakkelijker warmte kan worden overgedragen en hoe gemakkelijker de temperatuur van het materiaal het smeltpunt kan bereiken. Als de deeltjes echter te klein zijn, absorbeert het materiaal gemakkelijk vocht en agglomeraten, wat niet bevorderlijk is voor tuimelende bewegingen in de mal. De polyethyleenkunststoffen die op de markt worden gekocht, zijn vaak korrels, die moeten worden gemalen en gezeefd om aan de eisen van het rotatiegietproces te voldoen.
Polyethyleen is een kunststof met een hoge taaiheid. Wanneer het door een conventionele molen wordt verwerkt, worden de korrels in een vorm gescheurd die niet bevorderlijk is voor opnieuw malen. Voor het vermalen van polyethyleenkorrels is speciale high-speed versnipperapparatuur nodig.
