Plastik HDPE – jak rozpoznać polietylen wysokiej gęstości?

Plastik HDPE to polietylen wysokiej gęstości, czyli odmiana PE o gęstości od 0,941 g/cm³. Jego słabo rozgałęzione łańcuchy układają się ciasno i tworzą obszary krystaliczne. Dzięki tej krystaliczności HDPE jest sztywniejszy i wyraźnie mocniejszy od LDPE, choć gęstości obu materiałów różnią się zaledwie o kilka setnych. Mimo to pozostaje lżejszy od wody, więc jego skrawek pływa. Tak samo pływa polipropylen.

Co to jest plastik HDPE i skąd jego wysoka gęstość?

HDPE to polietylen wysokiej gęstości, czyli odmiana polietylenu (PE). Polietylen powstaje przez polimeryzację etylenu i należy do najpowszechniejszych tworzyw sztucznych. Łańcuchy HDPE mają niewiele rozgałęzień, więc układają się ciasno i tworzą uporządkowane obszary krystaliczne. Od tej krystaliczności zależą gęstość i sztywność. Polietylen zalicza się do HDPE od gęstości 0,941 g/cm³. Typowe gatunki mieszczą się w przedziale 0,941–0,965 g/cm³. Mocno rozgałęziony LDPE ma zwykle 0,910–0,925 g/cm³.

Skąd zatem kilka nazw jednego materiału? HDPE to skrót angielski, PE-HD normowy, a PEHD to ten sam skrót zapisany bez łącznika. Samo tworzywo oznaczone jako PE nie przesądza o odmianie, bo ten skrót obejmuje także polietylen niskiej gęstości.

Sposoby na rozpoznanie HDPE

Najpewniejszym sposobem jest oznaczenie. W kodzie identyfikacji żywic ASTM kategoria 2 to polietylen wysokiej gęstości, opisany jako HDPE albo PE-HD. Po rewizji normy D7611 cyfrę otacza pełny trójkąt równoboczny zamiast trzech strzałek, więc na nowszych wyrobach symbol może nie przypominać znaku recyklingu. Kod mówi wyłącznie, z jakiej żywicy wykonano wyrób. Nie informuje, czy wyrób nadaje się do recyklingu.

Gdy oznaczenia brakuje, zostają dotyk i słuch, a na końcu woda:

1. Ściśnij w dłoni wyroby o podobnej grubości ścianki – HDPE stawia opór i wraca do kształtu. Jego powierzchnia jest matowa i lekko woskowata. LDPE ugina się bez wysiłku.
2. Zgnieć folię przy uchu – torebka z HDPE szeleści jak papier, a folia z LDPE jest cicha i się ciągnie.
3. Wrzuć skrawek do wody z kroplą płynu do naczyń – HDPE pływa, bo ma gęstość poniżej 1 g/cm³. PET i PVC są wyraźnie cięższe od wody i toną.

Czego ten test nie rozstrzyga? Plastik PP, o gęstości około 0,90 g/cm³, unosi się na wodzie tak samo jak HDPE i LDPE. Wypełniacze mineralne mogą z kolei zatopić nawet próbkę polietylenu. Pływanie litego, niespienionego skrawka zawęża więc wybór do poliolefin.

Mocne i słabe strony HDPE

Względem LDPE największą przewagą HDPE jest wytrzymałość na rozciąganie. Jego gęstość przewyższa gęstość LDPE zaledwie o kilka setnych g/cm³, a mimo to materiał jest wyraźnie mocniejszy i sztywniejszy. Odpowiada za to krystaliczność: łańcuchy przenoszą obciążenie wspólnie, więc przyrost wytrzymałości przewyższa przyrost gęstości. Foliowy granulat HDPE kosztuje przy tym zwykle nieco mniej niż LDPE. HDPE przegrywa za to przejrzystością: plastik PET daje butelkę przezroczystą jak szkło, a HDPE pozostaje mleczny.

Ograniczeniem bywa wysoka temperatura. Katalogowa granica pracy ciągłej płyty z PE-HD wynosi 80 °C, a pracy krótkotrwałej 120 °C. Dlatego autoklawowania parą w 121 °C taki materiał nie wytrzyma. PE-HD łączy się spawaniem gorącym powietrzem albo prętem spawalniczym. Skleja się go tylko odpowiednimi klejami do polietylenu.

Czy HDPE nadaje się do kontaktu z żywnością? To zależy od konkretnego wyrobu. Rozporządzenie Komisji nr 10/2011 ustala limity migracji specyficznej (SML) składników wyrobu do żywności. Dopuszczenie zależy więc od składu konkretnego wyrobu, a nie od samego skrótu HDPE na dnie. Pewność daje dopiero deklaracja zgodności wydana dla tego wyrobu.