Polietilen densitas rendah (LDPE) adalah termoplastik serbaguna yang diproduksi melalui polimerisasi radikal bebas bertekanan tinggi dari etilen. Dengan kisaran densitas 0.91–0.94 g/cm³ dan struktur molekul bercabang, LDPE memberikan fleksibilitas, ketahanan benturan, dan stabilitas kimia yang luar biasa—menjadikannya material pilihan untuk kemasan cetakan injeksi, komponen medis, dan suku cadang industri.
Panduan ini membahas sifat-sifat LDPE, parameter pemrosesan, cacat yang paling umum dan cara memperbaikinya, perbandingan berdampingan dengan HDPE, dan kerangka kerja pemilihan kapan harus menggunakan LDPE dibandingkan dengan HDPE atau LLDPE.
Apa itu Polietilen Densitas Rendah (LDPE)?
LDPE diproduksi melalui polimerisasi radikal bebas etilena bertekanan tinggi pada tekanan 15,000–50,000 psi dan suhu 150–350°C. Kondisi ekstrem ini menyebabkan percabangan rantai secara acak — cabang panjang dan pendek yang memanjang dari tulang punggung polimer utama. Percabangan itulah yang menjadi sumber sifat khas LDPE.
Cabang-cabang tersebut mencegah rantai polimer saling berdekatan, yang memberikan LDPE kepadatan rendah (0.910–0.925 g/cm³), fleksibilitas, dan kelembutan. Cabang-cabang tersebut juga mengurangi kristalinitas hingga 45–55% — lebih rendah daripada HDPE yang mencapai 70–80% — yang menjelaskan titik leleh LDPE yang lebih rendah (105–115°C), ketahanan benturan yang lebih tinggi pada suhu dingin, dan penyusutan cetakan yang lebih tinggi dibandingkan dengan resin amorf seperti ABS.
Perbandingan Sifat LDPE dan HDPE: Data Berdampingan
Tabel tersebut menyertakan HDPE sebagai titik referensi — keduanya sering dianggap bersama, dan memahami perbedaan di antara keduanya akan memperjelas kapan LDPE merupakan pilihan yang tepat.
| Milik | LDPE | HDPE (untuk perbandingan) |
| Kepadatan | 0.910–0.925 gram/cm³ | 0.940–0.970 gram/cm³ |
| Structure | Rantai bercabang lebat; kristalinitas 45–55%. | Rantai linier; kristalinitas 70–80% |
| gaya tarik | 8–20 MPa — rendah; fleksibel, bukan struktural | 21–38 MPa — lebih tinggi; lebih kaku |
| Perpanjangan putus | 100–650% — meregang secara signifikan sebelum gagal | 100–1,000% (bervariasi tergantung tingkatan kelas) |
| Modulus lentur | 0.17–0.28 GPa — sangat fleksibel | 0.70–1.50 GPa — jauh lebih kaku |
| Ketahanan dampak | Sangat baik; mempertahankan ketahanan hingga suhu −60°C. | Baik; menetes pada suhu rendah |
| Suhu defleksi panas (66 psi / 0.45 MPa) | 40–50°C — tidak cocok untuk cairan panas | 60–82°C — peningkatan yang moderat |
| Titik lebur | 105 – 115 ° C | 125 – 135 ° C |
| Penyusutan cetakan | 1.5–4.0% — tinggi dan anisotropik | 2.0–5.0% — lebih tinggi dan lebih anisotropik |
| Resistensi kimia | Sangat baik terhadap asam, basa, alkohol, dan air. Mengembang dalam hidrokarbon aromatik dan terklorinasi. | Sangat baik; ketahanan terhadap pelarut sedikit lebih baik daripada LDPE. |
| Penyerapan air (24 jam) | < 0.01% — tidak perlu pengeringan terlebih dahulu | < 0.01% — tidak perlu pengeringan terlebih dahulu |
| Kepatuhan kontak makanan | FDA 21 CFR 177.1520 — ya (kelas murni) | FDA 21 CFR 177.1520 — ya (kelas murni) |
Takeaway utama: LDPE cocok digunakan ketika fleksibilitas, kinerja suhu rendah, dan kesesuaian kontak dengan makanan lebih penting daripada kekakuan, ketahanan panas, atau presisi dimensi. HDPE adalah pilihan yang tepat ketika bagian tersebut perlu mempertahankan bentuknya di bawah beban, tahan terhadap suhu layanan yang lebih tinggi, atau memenuhi toleransi yang lebih ketat. Untuk aplikasi yang membutuhkan fleksibilitas LDPE dan ketahanan retak tegangan yang lebih baik, LLDPE layak dievaluasi.
Parameter Pemrosesan Pencetakan Injeksi LDPE
Semua parameter pemrosesan di bawah ini berlaku untuk jenis LDPE cetakan injeksi standar (MFI biasanya 2–30 g/10 menit pada 190°C/2.16 kg per ASTM D1238). [3]
| Parameter | Spesifikasi dan Catatan Teknik |
| Pra-pengeringan | Tidak diperlukan untuk resin murni — LDPE pada dasarnya tidak menyerap kelembapan (< 0.01%). Pengecualian: bahan hasil penggilingan ulang harus dikeringkan untuk mencegah penyebaran pada permukaan cetakan. |
| Suhu barel | Target suhu leleh: 160–220°C, untuk menghindari degradasi oksidatif. Suhu leleh yang lebih tinggi meningkatkan aliran tetapi meningkatkan penyusutan dan waktu siklus. |
| Suhu cetakan | 25–50°C. Pendinginan seragam di seluruh rongga sangat penting — perbedaan suhu di atas 10°C antara permukaan menyebabkan distorsi. |
| Tekanan injeksi | Injeksi: 70–105 MPa. Penahanan/pengemasan: 40–60% dari tekanan injeksi. LDPE mengalir dengan sangat mudah — hindari tekanan injeksi yang berlebihan, yang menyebabkan flash, overpacking, dan tegangan sisa. |
| Kecepatan injeksi | Sedang-cepat. Injeksi berprofil membatasi distorsi pada bagian datar yang besar. |
| Penyusutan cetakan | 1.5–4.0% — anisotropik. LDPE yang diisi GF mengurangi tetapi tidak menghilangkan anisotropi. |
| Waktu pendinginan | Titik leleh LDPE yang rendah dan konduktivitas termal yang tinggi memungkinkan waktu pendinginan yang singkat. Kisaran tipikal: 10–25 detik tergantung pada ketebalan dinding. |
| Penyemburan | Fleksibilitas LDPE merupakan keuntungan dalam proses pengeluaran — bagian-bagian tersebut berubah bentuk akibat kontak dengan pin ejektor, lalu kembali ke bentuk semula. |
Pertimbangan Desain Cetakan
Ukuran gerbang: Diameter gerbang minimum 0.8–1.5 mm untuk ketebalan dinding standar. Viskositas LDPE yang rendah berarti mudah diisi, tetapi gerbang yang terlalu kecil akan menciptakan gesekan berlebihan dan cacat permukaan di dekat gerbang.
Ventilasi: Kedalaman ventilasi 0.01–0.015 mm di lokasi akhir pengisian. Viskositas leleh LDPE yang rendah berarti ventilasi yang tepat sangat penting — udara yang terperangkap dapat membakar permukaan dan memperlambat waktu siklus.
Sudut draf: Sudut minimum 0.5° pada permukaan yang dipoles; 1° pada permukaan bertekstur. Fleksibilitas LDPE membantu saat pengeluaran, tetapi permukaan tanpa kemiringan akan menyeret dan meninggalkan bekas pada rongga bertekstur atau yang dipoles seiring waktu.
Cacat Umum, Penyebab Utama, dan Solusinya
Cacat yang paling sering terjadi pada LDPE adalah perubahan bentuk. Sebagian besar cacat LDPE lainnya memiliki tindakan perbaikan yang mudah setelah penyebab utamanya diidentifikasi.
| Cacat | Penyebab utama | Tindakan perbaikan |
| halaman melengkung | Pendinginan tidak merata; penyusutan anisotropik; tekanan penahan yang berlebihan; transisi dinding tipis/tebal | Gunakan ketebalan dinding yang seragam. Saluran pendingin seimbang. Kurangi tekanan pegangan. Meningkatkan keseragaman suhu cetakan. |
| Tanda tenggelam | Tekanan penahan tidak mencukupi; bagian yang tebal mendingin lambat; saluran panas membeku terlalu dini. | Tingkatkan tekanan dan waktu penahanan. Buang bagian yang tebal untuk mendapatkan dinding yang seragam. Perpanjang waktu pendinginan sebelum dikeluarkan. |
| flash | Tekanan injeksi berlebihan; garis pemisah aus; gaya penjepitan terlalu rendah; suhu leleh terlalu tinggi | Periksa luas proyeksi dibandingkan dengan tonase mesin. Kurangi tekanan injeksi. Suhu leleh lebih rendah. Periksa dan perbaiki permukaan garis pemisah. |
| Garis-garis perak yang menyebar | Kelembapan pada bahan daur ulang; degradasi material akibat suhu barel yang berlebihan; gas dari bahan tambahan. | Giling ulang kering pada suhu 60–80°C / 2–4 jam. Suhu laras lebih rendah. Kurangi tekanan balik. Bersihkan laras jika bahan tersebut sudah lama didiamkan. |
| Tembakan pendek | Kecepatan injeksi terlalu lambat; ukuran gerbang terlalu kecil; suhu cetakan terlalu rendah; tekanan injeksi tidak mencukupi | Tingkatkan kecepatan injeksi. Periksa ukuran gerbang (minimal 1.0 mm untuk sebagian besar ketebalan dinding LDPE). Naikkan suhu cetakan. Periksa ventilasi di lokasi akhir pengisian. |
| Keretakan akibat tegangan (ESCR) | Tekanan sisa akibat pembentukan cetakan yang dikombinasikan dengan paparan bahan kimia; aliran udara yang tidak memadai; sudut tajam. | Lakukan proses anil pada suhu 60–70°C setelah pencetakan untuk bagian yang bersentuhan dengan bahan kimia. Perbesar radius di sudut-sudutnya. Tambahkan draf. |
Keretakan akibat tekanan lingkungan (ESCR) Hal ini layak mendapat perhatian lebih dari sekadar apa yang tercantum dalam tabel. LDPE dapat retak secara bertahap seiring waktu ketika tegangan sisa cetakan bergabung dengan paparan bahan kimia — bahkan pada konsentrasi bahan kimia yang relatif rendah. Deterjen, minyak, dan isi kemasan tertentu adalah pemicu umum.
Jika ESCR menjadi pertimbangan desain, tentukan jenis yang tahan ESCR, kurangi tegangan sisa melalui proses anil, atau evaluasi LLDPE, yang memiliki kinerja ESCR yang jauh lebih baik daripada LDPE standar.
Keunggulan dan Keterbatasan Pencetakan Injeksi LDPE
Keunggulan LDPE terkait erat dengan struktur molekulnya, begitu pula dengan keterbatasannya. Memahami keduanya dapat mencegah kesalahan penggunaan.
Kelebihan
- Tidak perlu dikeringkan terlebih dahulu: Menghemat waktu penyiapan produksi dan menghilangkan biaya modal serta biaya operasional pengering desikan dibandingkan dengan PC, PA, atau PET.
- Suhu pemrosesan rendah: Mengurangi biaya energi per siklus. LDPE beroperasi pada suhu 160–220°C dibandingkan dengan 260–320°C untuk PC — kira-kira 25–30% lebih rendah input energi per tembakan.
- Ketahanan kimia yang sangat baik: Tahan terhadap asam, basa, alkohol, dan sebagian besar larutan berair. Cocok untuk kontak dengan makanan, produk pembersih, dan reagen laboratorium.
- Fleksibilitas dan dampak suhu dingin: Mempertahankan ketangguhan pada suhu −60°C. Engsel fleksibel pada LDPE tidak tahan lama seperti pada PP (jutaan vs. ratusan ribu siklus), tetapi fitur jepret dan engsel LDPE secara fungsional memadai untuk sebagian besar aplikasi pengemasan.
- Kepatuhan FDA terhadap standar kontak makanan: Bahan baku murni memenuhi persyaratan 21 CFR 177.1520 — dasar peraturan untuk aplikasi kemasan makanan dan kemasan alat kesehatan. [2]
keterbatasan
- Penyusutan cetakan yang tinggi dan anisotropik (1.5–4.0%): Membatasi toleransi yang dapat dicapai. Setiap aplikasi presisi memerlukan simulasi aliran cetakan sebelum pembuatan perkakas.
- Suhu defleksi panas rendah (40–50°C pada 0.45 MPa): Hal ini mengecualikan kemasan pengisian panas, komponen ruang mesin otomotif, dan wadah apa pun yang berada di dekat sumber panas.
- Kekakuan rendah: Modulus lentur LDPE sebesar 0.17–0.28 GPa 5–8 kali lebih rendah daripada ABS dan 10 kali lebih rendah daripada PC. Oleh karena itu, LDPE tidak dapat menggantikan resin rekayasa struktural.
- Keretakan akibat tekanan lingkungan (ESCR): Tegangan sisa akibat pencetakan yang dikombinasikan dengan kontak kimia dapat menyebabkan keretakan progresif pada konsentrasi tegangan. LLDPE jauh lebih tahan.
- Stabilitas UV yang buruk: Kecuali jika ditambahkan penstabil UV, LDPE akan terdegradasi dan menjadi rapuh di luar ruangan dalam hitungan bulan.
Aplikasi Komponen Cetakan Injeksi LDPE
LDPE bukanlah material yang tepat untuk aplikasi struktural atau presisi — tetapi untuk komponen yang fleksibel, tahan terhadap bahan kimia, dan aman untuk makanan, material ini seringkali merupakan pilihan yang paling hemat biaya.
Pengemasan dan Barang Konsumsi
Botol tekan, rakitan penetes, dan tutup dispenser adalah kategori aplikasi LDPE dengan volume tertinggi. Fleksibilitas yang membuat LDPE secara mekanis kurang mengesankan justru memungkinkan botol tekan untuk berubah bentuk di bawah tekanan tangan dan kembali ke bentuk semula. Tutup dan penutup LDPE mendapatkan manfaat dari perilaku kembali ke bentuk semula yang sama dengan biaya jauh lebih rendah daripada alternatif TPE atau silikon.
Wadah yang bersentuhan dengan makanan, peralatan dapur, dan tutup penyimpanan fleksibel menggunakan LDPE karena kesesuaiannya dengan FDA 21 CFR 177.1520, kemudahan pembersihan, dan kesesuaiannya untuk kontak dengan minyak, asam, dan bahan pembersih yang dapat menyebabkan retak atau degradasi pada bahan lain.
Medis dan Laboratorium
Botol peras untuk reagen, rakitan penetes, botol pencuci, dan konektor selang fleksibel mengandalkan kombinasi ketahanan kimia, fleksibilitas, dan biokompatibilitas LDPE. LDPE tahan terhadap iradiasi gamma dan sterilisasi EtO — metode sterilisasi standar untuk komponen laboratorium sekali pakai.
Sisipan dan baki kemasan medis menggunakan LDPE di mana fleksibilitas dalam kemasan diperlukan — misalnya, komponen pendukung blister di mana lapisan LDPE harus lentur agar produk dapat dikeluarkan tanpa kemasan retak.
Industri dan Listrik
Selubung isolasi kabel, penahan tegangan konektor, dan fitting saluran fleksibel memanfaatkan sifat isolasi listrik LDPE yang sangat baik (kekuatan dielektrik: 18–22 kV/mm) bersamaan dengan fleksibilitas dan ketahanan kimianya. Ketahanan LDPE terhadap kelembapan dan larutan berair membuatnya cocok untuk instalasi listrik luar ruangan yang terkena hujan.
Komponen pertanian dan irigasi seperti rumah penetes dan fitting fleksibel mendapat manfaat dari ketahanan cuaca LDPE pada suhu sekitar, biaya rendah, dan kompatibilitas dengan larutan pupuk dan pestisida.
Kesimpulan
Pencetakan injeksi polietilen densitas rendah (LDPE) adalah metode ideal untuk menciptakan produk yang fleksibel dan tahan terhadap bahan kimia. Metode ini menawarkan kombinasi sifat yang berharga dan cocok untuk berbagai aplikasi, mulai dari kemasan hingga komponen medis. Memahami kondisi pemrosesan yang optimal sangat penting untuk menghasilkan komponen berkualitas tinggi. Meskipun LDPE memiliki keterbatasan, kemampuan daur ulangnya dan potensi untuk menggabungkan konten daur ulang menjadikannya pilihan yang menarik untuk manufaktur yang ramah lingkungan.
Bagi perusahaan yang ingin memanfaatkan pencetakan injeksi LDPE, bermitra dengan perusahaan berpengalaman adalah langkah yang tepat. produsen cetakan injeksi Fecision, seperti layanan serupa, dapat membantu mengatasi tantangan pemilihan dan pemrosesan material. Hubungi Fecision hari ini untuk mendiskusikan kebutuhan Anda.
Pertanyaan yang Sering Diajukan
Apakah LDPE disetujui FDA untuk kontak dengan makanan?
LDPE murni memenuhi standar FDA 21 CFR 177.1520 untuk aplikasi kontak makanan. Ini mencakup kontak langsung dengan makanan dalam kemasan, wadah, dan penutup. Kepatuhan ini hanya berlaku untuk bahan murni — bahan daur ulang atau terkontaminasi memerlukan evaluasi dan dokumentasi terpisah.
Apa perbedaan LDPE dengan HDPE dalam pencetakan injeksi?
LDPE memiliki rantai molekul yang sangat bercabang, sehingga menghasilkan densitas yang lebih rendah, fleksibilitas yang lebih besar, dan ketahanan benturan yang lebih unggul dibandingkan dengan HDPE. Dalam pencetakan injeksi, LDPE diproses pada suhu yang lebih rendah, membutuhkan suhu cetakan yang lebih rendah, dan menunjukkan penyusutan yang lebih tinggi. LDPE lebih disukai untuk aplikasi yang fleksibel; HDPE untuk bagian struktural yang kaku.
Apa perbedaan antara LDPE dan LLDPE dalam pencetakan injeksi?
LLDPE memiliki struktur tulang punggung yang lebih linier dengan cabang rantai pendek, yang memberikannya kekuatan tarik yang lebih tinggi dan ketahanan terhadap retak akibat tekanan lingkungan (ESCR) yang jauh lebih baik daripada LDPE, sambil mempertahankan fleksibilitas yang serupa. Parameter pemrosesannya pun serupa. Jika ESCR merupakan persyaratan desain atau komponen berada di bawah tekanan mekanis yang berkelanjutan — LLDPE biasanya merupakan pilihan yang lebih baik.
Apakah LDPE dapat digunakan untuk pencetakan injeksi alat medis?
Ya, LDPE banyak digunakan untuk komponen perangkat medis yang membutuhkan fleksibilitas, ketahanan kimia, dan biokompatibilitas. Aplikasi LDPE medis yang umum meliputi botol tekan untuk reagen, selang fleksibel, rakitan penetes, dan wadah laboratorium.
Apakah LDPE dapat didaur ulang dalam aplikasi pencetakan injeksi?
Ya, LDPE adalah 100% termoplastik dan dapat diproses ulang. LDPE daur ulang (rLDPE) dapat dicampur dengan bahan murni dengan rasio hingga 30-50% untuk aplikasi non-medis tanpa kehilangan sifat yang signifikan.
Referensi
Diakses Mei 2026.
[1] LyondellBasell Industries. Lupolen® LDPE — Lembar Data Teknis dan Panduan Pemrosesan. https://www.lyondellbasell.com/en/polymers/p/Lupolen-LDPE/
[2] Badan Pengawas Obat dan Makanan AS. 21 CFR Bagian 177.1520 — Polimer Olefin. https://www.ecfr.gov/current/title-21/chapter-I/subchapter-B/part-177/subpart-B/section-177.1520
[3] ASTM International. ASTM D1238 — Metode Uji Standar untuk Laju Aliran Leleh Termoplastik dengan Plastometer Ekstrusi. https://www.astm.org/d1238-23.html
