Kunststoffe Eigenschaften im Vergleich: PP, PE, PA und POM

Das Wichtigste auf einen Blick

Prüfnormen als Vergleichsbasis

Die Kennwerte für Kunststoffe werden nach genormten Verfahren ermittelt. Für die Zugfestigkeit gilt DIN EN ISO 527 Teil 1 und Teil 2. Sie legt Probenkörper, Prüfgeschwindigkeit und Auswertung fest. Ohne diese Festlegungen sind Werte aus Datenblättern nicht vergleichbar. Der DIN-Normenausschuss Kunststoffe (FNK) verantwortet die Normungsarbeit zu Kunststoffen und deren Prüfverfahren DIN-Normenausschuss Kunststoffe (FNK).

DIN EN ISO 527 unterscheidet E-Modul, Streckspannung und Bruchspannung. Die Prüfgeschwindigkeit beträgt für den E-Modul 1 mm/min, für die Zugfestigkeit häufig 50 mm/min. Eine Konditionierung nach DIN EN ISO 291 sorgt für vergleichbare Feuchte- und Temperaturbedingungen.

Für Schlagzähigkeit wird häufig DIN EN ISO 179-1 genutzt, für Wärmeformbeständigkeit DIN EN ISO 75. Die Materialprüfung koordiniert der Normenausschuss Materialprüfung (NMP) Normenausschuss Materialprüfung (NMP). Die genannten Normen gelten für alle vier Kunststoffe. Ein Vergleich ohne Norm und Prüfbedingungen bleibt unvollständig.

Kennwerte im direkten Vergleich

Die folgende Tabelle nennt typische Richtwerte für Standardtypen in Deutschland 2024, ohne MwSt. Preise und mechanische Werte schwanken mit Typ, Verarbeitung, Temperatur und Feuchte.

PA6-Werte gelten für den trockenen Zustand. Nach Wasseraufnahme sinken Zugfestigkeit und Steifigkeit, die Schlagzähigkeit steigt. PE zeigt die höchste Kerbschlagzähigkeit, PP die niedrigste. POM liegt bei Steifigkeit und Maßhaltigkeit vorn, PA6 bei der Festigkeit.

Die Dichte liegt bei PP und PE zwischen 0,90 und 0,96 g/cm³. PA6 erreicht 1,13 bis 1,15 g/cm³, POM 1,40 bis 1,42 g/cm³. Leichte Teile sind daher mit PP oder PE günstiger. PP und PE widerstehen vielen Säuren und Laugen. PA6 ist empfindlich gegen starke Säuren, POM gegen starke Laugen.

Zugfestigkeit und Steifigkeit

PP und PE bleiben bei Zugfestigkeit unter 35 MPa. PE ist der weichste Werkstoff in dieser Gruppe. PA6 erreicht trocken 70 bis 85 MPa und fällt konditioniert auf 40 bis 60 MPa. POM liegt mit 60 bis 70 MPa zwischen PA6 und PP.

Die Steifigkeit folgt einem ähnlichen Muster. PA6 und POM haben hohe E-Moduln, PP und PE deutlich niedrigere. Für tragende Teile mit hoher Last sind PA6 oder POM erste Wahl. Für chemisch beanspruchte Abdeckungen und Behälter reicht PP.

Mit Glasfaser verstärkt steigen Zugfestigkeit und E-Modul deutlich. PA6-GF30 erreicht Zugfestigkeiten von 150 bis 180 MPa, POM-GF30 liegt bei 120 bis 140 MPa. PP-GF30 kommt auf 60 bis 80 MPa. Die Bruchdehnung sinkt dabei, die Schlagzähigkeit kann abnehmen.

Schlagzähigkeit und Temperaturbeständigkeit

PE ist am schlagzähsten, besonders HDPE und schlagzäh modifizierte Typen. PP wird bei Kälte spröder. PA6 ist zäh, verliert aber mit Feuchtigkeit an Steifigkeit. POM ist hart und kerbzäh.

Die Kerbschlagzähigkeit nach DIN EN ISO 179-1 wird oft bei 23 °C und bei -30 °C gemessen. PE behält bei Kälte viel Zähigkeit. PP kann unter 0 °C spröde brechen. PA6 und POM zeigen bei tiefen Temperaturen eine moderate Kerbempfindlichkeit. Für Schläge und Vibrationen ist PE die sicherste Wahl, für steife Teile POM.

Die Dauergebrauchstemperatur liegt bei PA6 am höchsten, gefolgt von POM, PP und PE. Kurzzeitig sind höhere Temperaturen möglich. Für Heißwasserrohre wird häufig PP oder PE-X eingesetzt, für Motorraumteile PA6 mit Glasfaser.

Preise, Verfügbarkeit und Anwendungen

PP und PE sind die günstigsten Standardkunststoffe. PA6 kostet rund das Eineinhalbfache bis Doppelte von PP. POM liegt am oberen Ende. Die Preise beziehen sich auf Standardtypen in Tonnenware, Deutschland 2024, ohne MwSt. Recyclingware kann günstiger sein. Die Europäische Umweltagentur (EEA) beschreibt Kunststoffströme und Kreislaufwirtschaft in Europa Europäische Umweltagentur (EEA).

Rechenbeispiel: Materialkosten für 100.000 Teile

Ein Zahnrad aus PA6 wiegt 40 g. Bei 2,50 €/kg kostet das Material pro Teil 0,10 €. Für 100.000 Teile sind das 10.000 € ohne MwSt. Dasselbe Teil aus POM mit 40 g und 3,50 €/kg kostet 0,14 € pro Teil, also 14.000 € für 100.000 Teile.

Wird das Volumen statt der Masse verglichen, schneidet PP wegen der niedrigeren Dichte besser ab. Ein Bauteil aus PP wiegt bei gleichem Volumen etwa 30 Prozent weniger als eines aus POM. Die Materialkosten pro Teil sinken entsprechend.

Häufige Fragen

Welche Kunststoffe haben die höchste Zugfestigkeit?

PA6 erreicht trocken 70 bis 85 MPa, POM 60 bis 70 MPa. PP und PE liegen darunter. PE ist weicher, aber schlagzäher. Die Werte gelten nach DIN EN ISO 527.

Warum ändert PA6 seine Eigenschaften?

PA6 nimmt Wasser auf. Feuchtigkeit wirkt als Weichmacher. Zugfestigkeit und Steifigkeit sinken, Schlagzähigkeit steigt.

Welche Norm regelt die Zugfestigkeit?

DIN EN ISO 527-1 und -2. Sie legen Probenform, Prüfgeschwindigkeit und Auswertung fest.

Sind die Preise 2024 ohne MwSt.?

Ja. Die genannten Preise sind Richtwerte für Standardtypen in Deutschland 2024 ohne MwSt. Sie schwanken mit Rohstoff- und Energiekosten. Große Abnahmemengen senken den Preis, Sonderfarben erhöhen ihn.

Welcher Kunststoff eignet sich für Präzisionsteile?

POM wird häufig für Präzisionsteile eingesetzt. Es ist steif, maßhaltig und hat gute Gleiteigenschaften. PA6 ist eine Alternative, wenn Feuchtigkeitsaufnahme keine Rolle spielt. Bei feuchter Umgebung ist POM oft die robustere Wahl.