PE 工程塑膠特性大公開:密度、耐化學、應用一次看懂

PE工程塑膠

在塑膠材料裡,PE(聚乙烯)是我們生活中最常見、應用最廣的一種。

不論是手裡的塑膠袋、家裡的水管,甚至工業用的耐磨襯板,都有它的身影。

但你知道嗎?PE 其實有好多「兄弟姊妹」,像是 HDPE、LDPE、LLDPE 到 UHMW-PE,各自的硬度、耐磨性、用途都不一樣。

很多人選材時常搞混,結果不是耐用度不夠,就是成本拉太高。

這篇文章就要帶你用簡單好懂的方式,快速看懂 PE 的分類、特性與應用範圍,幫你挑對最合適的塑料選項。

PE 是什麼?

 

PE 家族:HDPE/LDPE/LLDPE/UHMW-PE

 

先把 PE 想成一個大家族,個性各不相同:

  • HDPE:比較「硬派」,耐化學、耐拉扯、耐溫也高一點,拿來做水管、油桶、吹瓶容器、電纜護套很剛好。

 

  • LDPE / LLDPE:走柔韌路線,延展性好、成膜性佳,常見於保鮮膜、包裝袋、氣泡布。LLDPE比LDPE更「結實」一點,抗撕裂更好。

 

  • UHMW-PE(超高分子量):是家族的「耐磨王」,低摩擦、超耐磨、耐衝擊,用在輸送滑板、耐磨襯條、料斗內襯等高磨耗場合特別頂用。

小結:想要硬挺抗化學→HDPE要柔韌好成膜→LD/LLDPE要扛磨耗→UHMW-PE。先釐清需求,再對號入座。

工程塑料 vs 通用塑料(塑料金字塔)

 

把塑料想成一座金字塔:

  • 底層是「通用塑料」:像 PE、PP、PVC、PS。特色是成本親民、加工容易、用途超廣。PE 大多就在這一層,負責包裝、管材、容器等「萬金油」應用。

 

  • 中層是「工程塑料」:像 PA(尼龍)、POM、PC、PMMA。它們的耐熱、強度、尺寸穩定性更上一階,適合結構件、齒輪、精密零件

 

  • 頂層是「高性能塑料」:如 PEEK、PEI、PPSU、PI,能扛高溫、強化學、長壽命,多用在航空醫療、半導體、電氣絕緣等高門檻領域。

所以,PE 並非不能做工程用途,只是若你的條件需要「更高溫、更剛性、更穩定」,就得往上找同價位帶以外的材料(例如 PA、POM、PC),甚至更進階的 PEEK、PEI。


實務選材小抄:

  1. 先列環境:溫度、化學品、日曬與壽命。
  2. 再選層級:夠用就好,別一開始就衝到高性能(成本會飛)。
  3. 最後看製程:薄膜/吹瓶/擠管多半是 PE;若是精密結構或高剛性零件,再評估工程塑膠。
PE工程塑膠

PE的物性與耐化學

 

PE關鍵指標(密度、拉伸、耐溫)

 

選材別從「名詞」開始,先看數字

  • 密度/結晶度:密度越高、結晶度通常越高,材料就越「硬挺」。HDPE 比 LDPE/LLDPE 更有支撐感,承壓、耐化學也通常更穩。

 

  • 拉伸強度 & 伸長率:拉伸強度決定能不能「撐住」,伸長率決定能不能「被拉而不斷」。薄膜常選 LD/LLDPE,因為它們能拉、能延展;需要結構剛性時才考慮 HDPE。

 

  • 連續使用溫度(或熱變形行為):PE 整體耐溫屬中等,HDPE 比 LD/LLDPE 高一點;若長期高溫或高載重,PE 可能出現蠕變,就要往工程塑膠升級。

 

  • 耐磨/摩擦:要做滑板、襯條、導軌?直接看 UHMW-PE,靠超高分子量帶來的超耐磨 + 低摩擦,在高磨耗場景很吃香。

硬挺耐化學選 HDPE;柔韌成膜選 LD/LLDPE;高磨耗就上 UHMW-PE。

PE耐化學/耐候與限制(UV、氧化)

PE 對多數酸鹼相當友善,拿去裝清潔劑、化學品、做管線或內襯都常見。

但有兩個地雷要記:

  • 日曬(UV):長時間曝曬會粉化、脆化、掉強度。戶外件請加抗 UV/抗氧化配方、碳黑或做外層保護。

 

  • 氧化/高溫老化:高溫或強氧化環境下,鏈段會被攻擊,壽命下滑。記得和供應商確認抗氧化劑體系實際條件測試

耐化學不是「通行證」,不同濃度、溫度、接觸時間、應力狀態都會影響結果。

PE規格與加工:如何對應製程

 

薄膜 / 吹瓶 / 管材常見路線

選材其實有默契可循:

  • 薄膜(Film):多用 LDPE / LLDPE。理由很簡單——延展性好、抗撕裂佳、成膜穩定。包裝袋、保鮮膜、收縮膜、氣泡布都愛它們。LLDPE 常拿來「補強」:讓本來偏軟的 LDPE 更耐撕、韌性更高。

 

  • 吹瓶(Blow Molding):輪到 HDPE 上場。它剛性較高、耐化學好,做清潔劑瓶、機油瓶、化工桶很吃香;壁厚可控、耐應力開裂也不錯。

 

  • 管材 / 護套(Extrusion / Pipe & Jacket):還是 HDPE 當主力。輸配水、排污、瓦斯管、電纜護套、防水板等,靠的就是 耐腐蝕 + 抗衝擊 + 低吸水。需要長壽命或戶外使用時,記得選管材級配方(含穩定劑/碳黑)。

小提醒:別只看樹脂牌號,也要看目標規格(薄膜厚度、瓶口螺牙、管徑/壓等級)與製程條件(溫度、螺桿、牽引、冷卻方式),才能一次到位。

PE加工要點(熔點、收縮與添加劑)

想穩定量產、良率漂亮,這幾件事請先抓牢:

  • 熔點 & 溫度帶:HDPE 的熔點與剛性較高,溫度帶通常比 LD/LLDPE 再上去一些;成型時升溫別太保守,否則容易出現熔接痕、表面霧或充填不足。

 

  • 收縮與翹曲:PE 結晶度高、冷卻時收縮比較明顯。厚薄差太大或冷卻不均,就容易翹、凹、尺寸漂。做法是:
    • 盡量維持均勻壁厚
    • 冷卻風/水要穩定;
    • 必要時透過模具補正後段定徑來控尺寸。

 

  • UV / 氧化老化:PE 天生怕曬。戶外件、長期高溫或化學環境,一定配抗氧化 + 抗 UV(常見像 HALS、碳黑)。沒有這層防護,再好的料也撐不久。

 

  • 助劑小抄(依場景加料)
    • 滑劑:讓薄膜更好脫模、捲取更順;
    • 抗靜電:減少吸塵、提升外觀品質(外殼/包裝很需要);
    • 耐磨 / 強化填料:滑動件或高磨耗場景,考慮 UHMW-PE 粉、玻纖、礦填或共混設計;
    • 抑菌 / 食品接觸:食品器具要注意法規相容與移行量;
    • 阻隔 / 多層結構:若要提升阻氣、阻味,考慮多層共擠與黏結樹脂(tie layer)。

 

  • 再生料策略:能用再生料是好事,但別忽略批次穩定、氣味、污染物應力開裂風險。關鍵件(承壓、長壽命)建議控制比例或保留原生料。

規格對上製程、製程撐住規格

先用應用需求反推「牌號 + 助劑 + 成型條件」,再用小試把溫度、牽引、冷卻與壁厚窗口「鎖死」,良率與壽命就跟著到位。

PE工程塑膠

PE應用選材地圖

 

包裝/食品接觸

PE 在包裝界就是「萬用牌」:

  • 薄膜與袋材:選 LDPE/LLDPE,因為延展性、抗撕裂、熱封性都漂亮;夾鏈袋、收縮膜、真空袋常見它們的身影。

 

  • 容器與桶罐:多用 HDPE 吹瓶,優點是耐化學、耐應力開裂,拿來裝清潔劑、機油、洗劑都穩。

 

  • 食品接觸注意:選食品級配方與合規添加劑,留意氣味、遷移量熱灌裝溫度;若要提升阻隔,可考慮多層結構+黏結樹脂(例如 EVOH 夾層)。

小提醒:要「手感軟」又不容易破,LDPE:LLDPE ≈ 7:3~5:5是常見起手式,現場再用落球與穿刺測試微調。

建築/管線/電纜護套

在土木與基建場景,HDPE 幾乎是標配:

  • 輸配水、排污管:看中 耐腐蝕、低吸水、抗衝擊;埋地管道不怕潮、不生鏽,壽命有感拉長。

 

  • 電纜護套/防水板電氣絕緣、耐環境表現穩定,戶外使用記得選含碳黑的抗 UV 等級

 

  • 現場重點:按壓等級(PN)與熔接規範走流程;彎管、熱熔對接品質直接決定「之後會不會滲漏」。

小提醒:長期日曬、溫差大的工地環境,務必挑抗 UV+抗氧化體系,或改用外覆保護層

工業/醫療與高磨耗部件

需要「滑、耐磨、抗撞」的地方,輪到 UHMW-PE 出場:

  • 輸送滑板/導軌/襯條低摩擦+超耐磨,能降低噪音與卡料風險,常見於食品加工、礦業、物流線。

 

  • 桶槽與化學內襯:PE 的耐酸鹼優勢,適合做儲槽、反應槽內襯;但強氧化、高溫條件要先做相容性測試

 

  • 醫療與防護件:由於生物相容性佳、可消毒(依等級),常見在義肢關節襯墊、護板、緩衝件等。

小提醒:高磨耗或長壽命需求,除了選 UHMW-PE,也可以評估厚度+表面粗糙度潤滑策略;若有尺寸穩定或高溫顧慮,記得把範圍上移到 PA/POM/PEEK 等材料比較一下。

比較與採購建議

 

PE vs PP/ABS怎麼選?

指標PEPPABS
韌性/耐衝擊高(LD/LLD 更佳)中高(剛性較高)
耐化學中等
耐溫中(HDPE 較高)中偏高
常見應用薄膜/管材/容器家電外殼、汽機車件(PP 亦多元)外殼、結構件

小結好記版:

  • 要柔韌、成膜、耐化學 → 選 PE(LD/LLD 做薄膜、HDPE 做瓶和管)。
  • 要剛性、耐溫略高、表面好做 → 選 PP(家電、車用外觀件常見)。
  • 要外殼質感、尺寸穩、好加工 → 選 ABS(但耐化學較弱,溶劑要小心)。

如果你的條件是「有化學接觸 + 需耐衝擊」,PE/PP 會比 ABS 更穩;若追求外觀、噴塗、電鍍,ABS 會更順手。

採購與品質風險

下單前先把這些勾一遍:

  • 再生料比例:高比例雖省成本,但批次波動、雜質、氣味應力開裂風險上升;壓力件/長壽命件建議控制比例或改用原生料。

 

  • 抗 UV/抗氧化體系:戶外或高溫環境一定要;沒有穩定劑,再好的料也會粉化、脆化

 

  • 批次一致性:要供應商提供COA/物性範圍,並在進料做熔指(MFI)、密度、簡易拉伸/穿刺抽驗。

 

  • 法規與接觸介質:食品接觸、飲用水、醫材應用要確認等級與遷移量;化學接觸則對照耐化學相容表 + 小試

 

  • 製程適配:同牌號也有薄膜級、吹瓶級、管材級差異;確認熔指範圍、凝膠點、添加劑是否跟你的螺桿、溫度帶、冷卻/牽引匹配。

 

  • 供應連續性:長期案子要評估二來源替代牌號,避免供應中斷。

規格先釘、再談價。把「應用條件 → 法規 → 製程窗口 → 驗收指標」寫進採購備忘與合約,出貨就不容易踩雷。

工程塑料 PE 總結

 

PE 在塑膠材料裡可以說是「全能選手」,不論是包裝袋、飲料瓶,還是地下管線、耐磨滑板都能看到它的身影。

依照密度與特性不同,HDPE 適合做管材、桶罐;LDPE/LLDPE 用在薄膜最靈活;UHMW-PE 則是耐磨專家。

選材時記得先看環境條件──要耐化學?要耐磨?還是要好成型?再來決定要選哪一種等級。

如果需求超過 PE 能力範圍,就要考慮往工程塑料或高性能塑料升級,才能兼顧壽命與安全。

工程塑料 PE 常見問題FAQ

 

Q1:PE 和 PVC 有什麼差別?

PVC 含氯,耐燃與阻氣性較佳,但環保爭議較多;PE 則是無毒、耐化學佳,回收利用更廣。

Q2:PE 在低溫環境下會變脆嗎?

一般 PE 在低於 -50℃ 仍可保持一定韌性,但若是長期極低溫或承載,建議用 UHMW-PE 或改用 PA、PC 等更耐低溫的塑膠。

Q3:PE 可以取代玻璃或金屬嗎?

部分場合可以,如容器、管線,但在高壓、高溫或需絕對尺寸穩定的場景,金屬或玻璃仍更可靠。

Q4:PE 成品能不能直接印刷或黏合?

PE 表面能低,不易直接印刷或黏合,通常需要 電暈處理 或 表面塗層 才能提升附著力。

Q5:PE 是否有食品安全等級認證?

有的,需符合 FDA、歐盟或台灣食藥署規範,選購時要確認是否標示「食品級」。

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