Polyethylen (PE): Eigenschaften, Varianten und industrielle Anwendungen

Polyethylen, kurz PE, ist ein leichter, widerstandsfähiger und vielseitig einsetzbarer thermoplastischer Kunststoff. Der Werkstoff zeichnet sich durch eine sehr geringe Wasseraufnahme, eine hohe chemische Beständigkeit, gute elektrische Isolationseigenschaften und eine ausgeprägte Schlagzähigkeit aus.

In der Industrie wird PE unter anderem als Kunststoffplatte, Rundstab, Profil, Zuschnitt oder fertig bearbeitetes Bauteil eingesetzt. Abhängig von Molekulargewicht und Herstellungsverfahren stehen unterschiedliche PE-Typen zur Verfügung. Besonders verbreitet sind PE-HD beziehungsweise PE 300, PE-HMW beziehungsweise PE 500 sowie PE-UHMW beziehungsweise PE 1000.

Martan Plastics liefert geeignete thermoplastische Kunststoffhalbzeuge und fertigt auf Wunsch präzise Zuschnitte und Bauteile für industrielle Anwendungen.

Was ist Polyethylen?

Polyethylen gehört zur Gruppe der Polyolefine und wird durch die Polymerisation von Ethylen hergestellt. Durch unterschiedliche Herstellungsverfahren, Molekülstrukturen und Molekulargewichte entstehen verschiedene PE-Werkstoffe mit jeweils eigenen mechanischen und verarbeitungstechnischen Eigenschaften.

Allen PE-Typen gemeinsam sind die geringe Dichte, die sehr niedrige Feuchtigkeitsaufnahme und die gute Beständigkeit gegenüber zahlreichen Säuren, Laugen, Salzlösungen und anderen chemischen Medien. Polyethylen ist außerdem elektrisch isolierend und bleibt auch bei niedrigen Temperaturen vergleichsweise schlagzäh.

Eine Übersicht weiterer technischer Materialien finden Sie auf unserer Seite zu den Kunststoffwerkstoffen.

Welche PE-Typen gibt es?

Die Bezeichnungen PE 300, PE 500 und PE 1000 orientieren sich am Molekulargewicht des Werkstoffs. Mit zunehmendem Molekulargewicht verbessern sich insbesondere die Verschleißfestigkeit, Schlagzähigkeit und die Gleiteigenschaften. Gleichzeitig wird die Verarbeitung durch Schweißen, Umformen oder Zerspanen anspruchsvoller.

PE-Typ	Alternative Bezeichnung	Charakteristische Eigenschaften	Typische Anwendungen
PE 300	PE-HD	Hohe Steifigkeit, gute Schweißbarkeit, hohe chemische Beständigkeit	Behälter, Auskleidungen, Abdeckungen, Apparatebau
PE 500	PE-HMW	Höhere Schlagzähigkeit und Verschleißfestigkeit als PE 300	Schneidunterlagen, Führungen, Maschinenbauteile
PE 1000	PE-UHMW	Sehr hohe Verschleißfestigkeit, sehr gute Gleiteigenschaften, geringe Reibung	Gleitleisten, Kettenführungen, Fördersysteme, Verschleißteile

PE 300 beziehungsweise PE-HD

PE 300 ist ein hochdichtes Polyethylen mit vergleichsweise hoher Steifigkeit und guter Schweißbarkeit. Der Werkstoff wird häufig eingesetzt, wenn chemische Beständigkeit, Feuchtigkeitsresistenz und eine wirtschaftliche Verarbeitung im Vordergrund stehen.

Typische Anwendungen sind Behälter, Tanks, Auskleidungen, Abdeckungen, Rohrleitungskomponenten und konstruktive Elemente im Apparatebau. PE 300 lässt sich sägen, fräsen, bohren, warm umformen und mit geeigneten Verfahren verschweißen.

PE 500 beziehungsweise PE-HMW

PE 500 besitzt ein höheres Molekulargewicht als PE 300. Dadurch verbessert sich die Widerstandsfähigkeit gegenüber Schlagbeanspruchung und abrasivem Verschleiß. Der Werkstoff bildet eine technische Zwischenstufe zwischen dem gut verarbeitbaren PE 300 und dem besonders verschleißfesten PE 1000.

PE 500 wird beispielsweise für Schneidunterlagen, Führungselemente, Maschinenteile, Schutzplatten und Komponenten in der Fördertechnik verwendet.

PE 1000 beziehungsweise PE-UHMW

PE 1000 ist ein ultrahochmolekulares Polyethylen. Durch sein sehr hohes Molekulargewicht verfügt der Werkstoff über eine ausgezeichnete Abriebfestigkeit, eine hohe Schlagzähigkeit und sehr gute Gleit- und Antihafteigenschaften.

PE 1000 eignet sich besonders für Bauteile, die dauerhaft gleiten, reiben oder mit abrasiven Schüttgütern in Kontakt kommen. Dazu gehören Kettenführungen, Gleitschienen, Förderschnecken, Auskleidungen, Rollen, Führungsprofile und Verschleißplatten.

Geeignete Halbzeuge finden Sie unter PE-1000- beziehungsweise PE-UHMW-Platten. Weitere Materialien und Abmessungen sind in unserem Sortiment an Kunststoffplatten und Kunststoff-Rundstäben verfügbar.

Wichtige Eigenschaften von PE-Kunststoff

Geringe Dichte

Polyethylen besitzt eine geringere Dichte als viele andere technische Kunststoffe und ist deutlich leichter als metallische Werkstoffe. PE-Bauteile können daher zur Gewichtsreduzierung von Maschinen, Förderanlagen und technischen Konstruktionen beitragen.

Sehr geringe Wasseraufnahme

PE nimmt praktisch keine Feuchtigkeit auf. Seine Abmessungen und Eigenschaften werden daher durch Wasser oder eine hohe Luftfeuchtigkeit kaum beeinflusst. Das Material eignet sich entsprechend gut für Anwendungen in feuchten Umgebungen sowie für Komponenten mit regelmäßigem Wasserkontakt.

Hohe chemische Beständigkeit

Polyethylen ist gegenüber vielen Säuren, Laugen, Salzlösungen, Alkoholen und weiteren Chemikalien beständig. Die konkrete Eignung hängt jedoch von der Art des Mediums, der Konzentration, der Temperatur und der Einwirkdauer ab.

Bei sicherheitsrelevanten Anwendungen sollte die chemische Beständigkeit deshalb immer anhand der konkreten Betriebsbedingungen geprüft werden.

Hohe Schlagzähigkeit

PE besitzt eine hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber Stoß- und Schlagbelastungen. Insbesondere PE 500 und PE 1000 bleiben auch bei niedrigen Temperaturen vergleichsweise zäh. Das Material eignet sich deshalb für Bauteile, die dynamisch beansprucht oder in kalten Umgebungen eingesetzt werden.

Gute Gleit- und Antihafteigenschaften

Vor allem PE 1000 weist einen niedrigen Reibungskoeffizienten und ein günstiges Gleitverhalten auf. Viele Schüttgüter, Lebensmittel und klebrige Materialien haften nur geringfügig an der Oberfläche.

Diese Eigenschaften sind bei Führungen, Rutschen, Trichtern, Auskleidungen und Förderelementen von Vorteil.

Hohe Verschleißfestigkeit

PE 1000 zählt zu den besonders verschleißfesten thermoplastischen Kunststoffen. In Anwendungen mit gleitendem oder abrasivem Kontakt kann der Werkstoff die Lebensdauer von Bauteilen verlängern und den Wartungsbedarf reduzieren.

Elektrisch isolierend

Polyethylen leitet elektrischen Strom nur sehr schlecht und wird deshalb auch als Isolierwerkstoff verwendet. Für Bereiche, in denen elektrostatische Aufladung vermieden werden muss, stehen antistatische oder elektrisch leitfähige PE-Ausführungen zur Verfügung.

Technische Eigenschaften von Polyethylen

Die tatsächlichen Kennwerte hängen vom jeweiligen PE-Typ, der Materialqualität, der Einfärbung und möglichen Additiven ab. Die folgende Tabelle dient daher als allgemeine Orientierung.

Eigenschaft	Typische Bewertung
Dichte	Sehr gering
Wasseraufnahme	Sehr gering
Chemische Beständigkeit	Sehr gut gegenüber vielen Medien
Schlagzähigkeit	Hoch bis sehr hoch
Abriebfestigkeit	Bei PE 1000 besonders hoch
Gleiteigenschaften	Gut bis sehr gut
Steifigkeit	Niedriger als bei POM oder PA
Feuchtigkeitsbeständigkeit	Sehr gut
Elektrische Isolation	Gut
Verklebung	Nur mit geeigneter Vorbehandlung

Temperaturbeständigkeit von Polyethylen

Der zulässige Temperaturbereich hängt von der PE-Qualität, der mechanischen Belastung und der Einsatzdauer ab. Polyethylen eignet sich grundsätzlich sehr gut für Anwendungen bei niedrigen Temperaturen. Bei zunehmender Wärme nimmt die Steifigkeit des Werkstoffs jedoch ab.

Für dauerhaft hohe Einsatztemperaturen sind andere technische oder hochtemperaturbeständige Kunststoffe in der Regel besser geeignet. Die maximale Einsatztemperatur sollte deshalb nicht isoliert betrachtet werden. Entscheidend sind auch Belastung, Bauteilgeometrie, Einspannbedingungen und die gewünschte Lebensdauer.

Chemische Beständigkeit von PE

Polyethylen verfügt über eine hohe Beständigkeit gegenüber zahlreichen chemischen Medien. Dazu gehören je nach Konzentration und Temperatur unter anderem:

• verdünnte und viele konzentrierte Säuren,
• Laugen und alkalische Lösungen,
• Salzlösungen,
• Alkohole,
• Öle und Fette,
• Wasser und Wasserdampf bei begrenzten Temperaturen.

Einschränkungen können unter anderem bei stark oxidierenden Chemikalien, bestimmten Kohlenwasserstoffen sowie bei hohen Temperaturen auftreten. Auch Spannungsrissbildung muss bei einzelnen Medien und gleichzeitig wirkender mechanischer Belastung berücksichtigt werden.

Eine allgemeine Beständigkeitsangabe ersetzt daher keine anwendungsbezogene Werkstoffprüfung.

UV- und Witterungsbeständigkeit

Unmodifiziertes Polyethylen ist nur eingeschränkt für eine dauerhafte UV-Belastung geeignet. Langfristige Sonneneinstrahlung kann zu Farbveränderungen, Oberflächenabbau und einer Verringerung der mechanischen Eigenschaften führen.

Für Außenanwendungen stehen UV-stabilisierte beziehungsweise schwarz eingefärbte PE-Qualitäten zur Verfügung. Rußhaltige schwarze Varianten besitzen in der Regel eine deutlich bessere UV-Beständigkeit als naturfarbene Standardtypen.

Bei dauerhaft bewitterten oder sicherheitsrelevanten Komponenten sollten die vorgesehene Nutzungsdauer und die konkreten Umweltbedingungen bereits bei der Materialauswahl berücksichtigt werden.

Lebensmittelgeeignete PE-Werkstoffe

Bestimmte PE-Qualitäten können für Anwendungen mit Lebensmittelkontakt geeignet sein. Sie werden beispielsweise für Schneidunterlagen, Führungsschienen, Förderelemente, Behälter, Maschinenteile und Auskleidungen in der Lebensmittelverarbeitung eingesetzt.

Entscheidend ist nicht allein die Werkstoffbezeichnung PE. Die konkrete Materialtype muss die jeweils erforderlichen lebensmittelrechtlichen Vorgaben erfüllen und entsprechend dokumentiert sein.

Weitere Informationen erhalten Sie auf unseren Seiten zu Kunststoffen für die Lebensmittelindustrie und zu den Anforderungen und Zertifizierungen lebensmittelgeeigneter Kunststoffe.

Typische Anwendungen von Polyethylen

Polyethylen wird branchenübergreifend eingesetzt. Die konkrete Anwendung richtet sich vor allem nach dem gewählten PE-Typ.

• Gleitschienen und Führungsschienen
• Kettenführungen und Kurvenführungen
• Förderschnecken und Förderelemente
• Verschleißplatten und Schutzleisten
• Rutschen, Trichter und Auskleidungen
• Schneidunterlagen
• Behälter und Tanks
• Abdeckungen und Verkleidungen
• Rollen, Buchsen und Abstandselemente
• Bauteile für Wasser- und Abwassertechnik
• Komponenten für Lebensmittelmaschinen
• Elektrisch isolierende Bauteile

Im Maschinen- und Anlagenbau wird PE häufig verwendet, um Reibung, Geräuschentwicklung und Verschleiß zu reduzieren. Gleichzeitig kann das geringe Gewicht des Werkstoffs bewegte Baugruppen entlasten.

PE-Platten, Rundstäbe und Fertigteile

Polyethylen ist in unterschiedlichen Halbzeugformen verfügbar. Dazu gehören insbesondere:

• PE-Platten,
• PE-Rundstäbe,
• Profile und Gleitschienen,
• Zuschnitte nach Maß,
• spanend bearbeitete Fertigteile,
• geschweißte Behälter und Konstruktionen.

Je nach PE-Typ sind unterschiedliche Farben, Materialstärken, Formate und Sonderausführungen erhältlich. Dazu zählen unter anderem naturfarbene, grüne, schwarze, blaue, antistatische und elektrisch leitfähige Varianten.

Bearbeitung von PE-Kunststoff

Polyethylen lässt sich mit geeigneten Werkzeugen gut spanend bearbeiten. Typische Verfahren sind Sägen, Bohren, Fräsen, Drehen und Wasserstrahlschneiden. Martan Plastics übernimmt die komplette Kunststoffbearbeitung vom einfachen Zuschnitt bis zum einbaufertigen Bauteil.

Fräsen und Drehen

Bei der Zerspanung müssen die niedrige Steifigkeit, die hohe Wärmeausdehnung und die geringe Wärmeleitfähigkeit des Materials berücksichtigt werden. Scharfe Werkzeuge, geeignete Schnittparameter und eine sichere, spannungsarme Einspannung verbessern Maßhaltigkeit und Oberflächenqualität.

Rotationssymmetrische Komponenten wie Rollen, Buchsen oder Abstandshalter können durch präzises CNC-Drehen von Kunststoffen gefertigt werden.

Schweißen

Insbesondere PE 300 lässt sich mit geeigneten thermischen Schweißverfahren gut verbinden. Das Schweißen wird unter anderem beim Bau von Behältern, Tanks, Rohrleitungssystemen und Apparaten eingesetzt.

PE 1000 ist aufgrund seines sehr hohen Molekulargewichts wesentlich schwieriger zu verschweißen und wird deshalb überwiegend mechanisch befestigt oder spanend zu einem einteiligen Bauteil verarbeitet.

Kleben und Lackieren

Die unpolare und niedrigenergetische Oberfläche erschwert das Verkleben und Lackieren von Polyethylen. Für belastbare Verbindungen sind spezielle Klebstoffe sowie eine geeignete Oberflächenvorbehandlung notwendig. Mögliche Verfahren sind beispielsweise Plasma-, Corona- oder Flammbehandlungen.

Konstruktive Hinweise für PE-Bauteile

Polyethylen besitzt eine deutlich höhere Wärmeausdehnung und eine geringere Steifigkeit als metallische Werkstoffe. Diese Eigenschaften müssen bereits bei der Konstruktion berücksichtigt werden.

Bei langen Bauteilen, Führungsschienen oder großformatigen Platten sollten ausreichende Dehnungsmöglichkeiten eingeplant werden. Eine starre Einspannung kann bei Temperaturwechseln zu Verformungen oder hohen inneren Spannungen führen.

Unter dauerhafter mechanischer Belastung zeigt PE außerdem ein ausgeprägtes Kriechverhalten. Punktuelle Belastungen sollten daher vermieden und Kräfte möglichst großflächig verteilt werden. Schraubverbindungen benötigen ausreichend große Auflageflächen und dürfen nicht übermäßig angezogen werden.

Vorteile von Polyethylen

• Sehr geringe Wasseraufnahme
• Hohe chemische Beständigkeit
• Hohe Schlagzähigkeit, auch bei niedrigen Temperaturen
• Geringes Gewicht
• Gute elektrische Isolationseigenschaften
• Sehr gute Gleit- und Antihafteigenschaften bei PE 1000
• Hohe Abrieb- und Verschleißfestigkeit
• Gute spanende Bearbeitbarkeit
• Lebensmittelgeeignete Ausführungen verfügbar
• Antistatische und elektrisch leitfähige Varianten erhältlich

Grenzen von PE-Kunststoff

Trotz seiner vielseitigen Eigenschaften ist Polyethylen nicht für jede technische Anwendung die beste Lösung. Zu berücksichtigen sind insbesondere:

• vergleichsweise geringe Steifigkeit,
• begrenzte Belastbarkeit bei höheren Temperaturen,
• hohe thermische Ausdehnung,
• Kriechneigung unter dauerhafter Last,
• schwierige Verklebung und Lackierung,
• begrenzte UV-Beständigkeit bei unstabilisierten Typen,
• eingeschränkte Maßhaltigkeit bei engen Toleranzen.

Bei hoch belasteten Präzisionsteilen, Zahnrädern oder maßkritischen Komponenten können Werkstoffe wie POM oder extrudiertes Polyamid besser geeignet sein.

PE im Vergleich zu anderen Kunststoffen

PE oder PP?

Polypropylen besitzt in der Regel eine höhere Steifigkeit und kann bei höheren Temperaturen eingesetzt werden. Polyethylen bietet dagegen häufig eine bessere Schlagzähigkeit bei niedrigen Temperaturen und ist insbesondere als PE 1000 deutlich verschleißfester.

PE eignet sich vor allem für gleitende, schlagbeanspruchte und feuchte Anwendungen. PP wird häufig für steifere Konstruktionen, Behälter und chemisch belastete Bauteile mit höheren Temperaturanforderungen verwendet.

PE oder POM?

POM ist fester, steifer und maßhaltiger als PE. Der Werkstoff eignet sich daher gut für Präzisionsteile, Zahnräder, Lager und konstruktiv belastete Komponenten.

PE besitzt dagegen eine geringere Dichte, eine niedrigere Wasseraufnahme und je nach Ausführung eine höhere chemische Beständigkeit und Schlagzähigkeit. PE 1000 ist außerdem besonders interessant für großflächige Gleit- und Verschleißanwendungen.

PE oder PA?

Polyamid bietet eine höhere mechanische Festigkeit und Steifigkeit. Es nimmt jedoch deutlich mehr Feuchtigkeit auf, wodurch sich Abmessungen und mechanische Eigenschaften verändern können.

PE ist dimensionsstabiler gegenüber Feuchtigkeit, chemisch widerstandsfähig und bei niedrigen Temperaturen besonders schlagzäh. Für hoch belastete Konstruktionsteile ist PA häufig geeigneter, während PE bei Feuchtigkeit, Chemikalienkontakt oder gleitendem Verschleiß Vorteile bietet.

Welcher PE-Typ ist für Ihre Anwendung geeignet?

Anforderung	Geeignete PE-Ausführung
Behälter, Tanks und geschweißte Konstruktionen	PE 300
Schneidunterlagen und robuste Maschinenteile	PE 500
Gleitschienen und Kettenführungen	PE 1000
Hoher abrasiver Verschleiß	PE 1000
Lebensmittelkontakt	Konforme PE-Sonderqualität
Außeneinsatz	UV-stabilisierte oder schwarze Ausführung
Vermeidung elektrostatischer Aufladung	Antistatische oder leitfähige Ausführung
Enge Toleranzen und hohe Steifigkeit	Alternative wie POM prüfen

Die endgültige Auswahl sollte anhand der mechanischen Belastung, der Temperatur, des Medienkontakts, der Bauteilgeometrie, der geforderten Toleranzen und möglicher Zulassungen erfolgen.

PE-Halbzeuge und Fertigteile von Martan Plastics

Martan Plastics liefert Polyethylen als Platte, Rundstab, Zuschnitt und individuell bearbeitetes Fertigteil. Abhängig von Ihrer Anwendung unterstützen wir Sie bei der Auswahl zwischen PE 300, PE 500, PE 1000 und geeigneten Sonderqualitäten.

Auf Grundlage Ihrer Zeichnung, CAD-Daten oder technischen Spezifikation fertigen wir unter anderem Führungen, Gleitleisten, Rollen, Buchsen, Auskleidungen, Verschleißplatten und weitere konstruktive Bauteile.

Bei Anwendungen mit besonderen Anforderungen können passende Materialnachweise und Dokumentationen erforderlich sein. Informationen zu vorhandenen Qualitäts- und Unternehmensnachweisen finden Sie auf unserer Seite Zertifikate und Qualität.

Zusammenfassung

Polyethylen ist ein leichter, chemisch beständiger und schlagzäher thermoplastischer Kunststoff für zahlreiche industrielle Anwendungen. PE 300 eignet sich besonders für Behälter, Auskleidungen und geschweißte Konstruktionen. PE 500 bietet eine erhöhte Verschleiß- und Schlagfestigkeit. PE 1000 überzeugt durch sehr gute Gleit- und Antihafteigenschaften sowie eine außergewöhnlich hohe Abriebfestigkeit.

Für eine zuverlässige Werkstoffauswahl müssen neben dem PE-Typ auch Temperatur, Belastung, chemischer Kontakt, Feuchtigkeit, UV-Einwirkung und die geforderte Maßhaltigkeit berücksichtigt werden.

FAQ zu Polyethylen

Was ist PE für ein Kunststoff?

PE steht für Polyethylen. Es handelt sich um einen teilkristallinen thermoplastischen Kunststoff aus der Gruppe der Polyolefine. Das Material ist leicht, chemisch beständig, feuchtigkeitsresistent und elektrisch isolierend.

Was ist der Unterschied zwischen PE 300, PE 500 und PE 1000?

Die Typen unterscheiden sich vor allem durch ihr Molekulargewicht. PE 300 ist vergleichsweise steif und gut schweißbar. PE 500 besitzt eine höhere Schlag- und Verschleißfestigkeit. PE 1000 bietet die höchste Abriebfestigkeit sowie besonders gute Gleit- und Antihafteigenschaften.

Ist PE für den Außenbereich geeignet?

Standard-PE besitzt nur eine begrenzte UV-Beständigkeit. Für den langfristigen Außeneinsatz sollten UV-stabilisierte oder schwarz eingefärbte PE-Typen verwendet werden.

Ist Polyethylen lebensmittelecht?

Bestimmte PE-Qualitäten können für den Lebensmittelkontakt zugelassen sein. Entscheidend ist die konkrete Materialtype einschließlich der zugehörigen Konformitätserklärung. Die allgemeine Bezeichnung PE reicht als Nachweis nicht aus.

Kann PE gefräst und gedreht werden?

PE lässt sich gut sägen, bohren, fräsen und drehen. Aufgrund der geringen Steifigkeit und der hohen Wärmeausdehnung müssen Werkzeuge, Schnittparameter und Einspannung an den Werkstoff angepasst werden.

Kann Polyethylen geklebt werden?

Polyethylen lässt sich aufgrund seiner unpolaren Oberfläche nur schwer verkleben. Für belastbare Verbindungen werden spezielle Klebstoffe und häufig eine Vorbehandlung der Oberfläche benötigt.

Welche Vorteile bietet PE 1000?

PE 1000 besitzt eine sehr hohe Abriebfestigkeit, eine hohe Schlagzähigkeit, einen niedrigen Reibungskoeffizienten und gute Antihafteigenschaften. Der Werkstoff wird deshalb häufig für Gleitschienen, Kettenführungen, Auskleidungen und andere Verschleißteile eingesetzt.

Wann ist POM besser als PE?

POM ist meist die bessere Wahl, wenn eine hohe Steifigkeit, Festigkeit, Maßhaltigkeit oder präzise Bearbeitung gefordert ist. PE bietet Vorteile bei Feuchtigkeit, chemischer Belastung, niedrigen Temperaturen und abrasivem Verschleiß.