โพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูง ( HDPE ) เป็นหนึ่งในโพลีเอทิลีน (PE) หลายชนิด ^{[ 1 ]} PE ซึ่งเป็นพอลิเมอร์สังเคราะห์หลัก ผลิตขึ้นในหลายรูปแบบที่แตกต่างกันในแง่ของน้ำหนักโมเลกุลการแตกแขนง และการรวมโคโมโนเมอร์โดยทั่วไปแล้ว คุณสมบัติเหล่านี้จะถูกบันทึกไว้ในแง่ของความหนาแน่นของวัสดุ โพลีเอทิลีนทุกรูปแบบเป็นของแข็งที่ไม่มีสี ไม่มีกลิ่น และค่อนข้างเฉื่อยทางเคมี ผลิตโดยการพอลิเมอไรเซชันของเอทิลีนซึ่งเป็นโมโนเมอร์ LLDPE เป็นพอลิเมอร์ เชิงเส้น ( โพลีเอทิลีน ) ที่มีกิ่งก้านสั้นจำนวนมาก

โดยทั่วไปแล้ว PE จะถูกจำแนกตามความหนาแน่น^{[ 2 ]}

ในปี พ.ศ. 2551 ตลาด HDPE ทั่วโลกมีปริมาณมากกว่า 30 ล้านตัน^{[ 4 ]}

HDPE มีชื่อเสียงในด้านอัตราส่วนความแข็งแรงต่อความหนาแน่นที่สูง^{[ 6 ]}ความหนาแน่นของ HDPE อยู่ในช่วง 930 ถึง 970 กก .  /ลบ.ม. ^{[ 7 ] แม้ว่า}ความหนาแน่นของ HDPE จะสูงกว่าโพลีเอทิลีนความหนาแน่นต่ำ เพียงเล็กน้อย แต่ HDPE มีการแตกแขนง น้อย ทำให้มีแรงระหว่างโมเลกุลและความแข็งแรงดึง (38 MPa เทียบกับ 21 MPa) ที่แข็งแกร่งกว่า LDPE ^{[ 8 ]}ความแตกต่างในความแข็งแรงนั้นมากกว่าความแตกต่างในความหนาแน่น ทำให้ HDPE มีความแข็งแรงจำเพาะสูงกว่า[ 9 ^{]นอกจากนี้}ยังแข็งกว่าและทึบแสงกว่า และสามารถทนต่ออุณหภูมิ ที่สูงขึ้นได้เล็กน้อย (120  °C/248  °F ในช่วงเวลาสั้นๆ) โพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูง ต่างจากโพลีโพรพีลีน ไม่สามารถทนต่อสภาวะ การอบ ด้วยความดันสูง ที่จำเป็นตามปกติได้การไม่มีการแตกแขนงนั้นเกิดขึ้นได้จากการเลือกตัวเร่งปฏิกิริยา ที่เหมาะสม (เช่นตัวเร่งปฏิกิริยา Ziegler–Natta ) และสภาวะปฏิกิริยาที่ เหมาะสม

HDPE ทนต่อตัวทำละลาย หลายชนิด และติดกาวได้ยากมาก โดยทั่วไปจึงใช้วิธีการเชื่อมแทน

คุณสมบัติทางกายภาพของ HDPE อาจแตกต่างกันไปตามกระบวนการขึ้นรูปที่ใช้ในการผลิตตัวอย่างเฉพาะ โดยในระดับหนึ่ง ปัจจัยกำหนดคือวิธีการทดสอบมาตรฐานสากลที่ใช้ในการระบุคุณสมบัติเหล่านี้สำหรับกระบวนการเฉพาะ ตัวอย่างเช่น ในการขึ้นรูปด้วยการหมุน (rotomolding) เพื่อระบุความต้านทานต่อการแตกร้าวจากความเค้นด้านสิ่งแวดล้อมของตัวอย่าง จะใช้ การทดสอบแรงดึงคงที่แบบมีรอยบาก (NCTL) ^{[ 10 ]}

เนื่องจากคุณสมบัติที่พึงประสงค์เหล่านี้ ท่อที่สร้างจาก HDPE จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับน้ำดื่ม^{[ 11 ]}และน้ำเสีย (น้ำฝนและน้ำเสีย) ^{[ 12 ]}

ท่อHDPE ^{[ 13 ]}ด้วยอัตราส่วนความแข็งแรงต่อความหนาแน่นสูง HDPE จึงถูกนำมาใช้ในการผลิตขวดพลาสติกท่อทนการกัดกร่อนแผ่นกันซึมและไม้แปรรูปพลาสติก HDPE มักถูกนำไปรีไซเคิล และมีหมายเลข "2" เป็นรหัสระบุเรซิน

• 
  เส้นใย HDPE สามารถนำมาปั่นเป็นเชือกได้
• 
  ชุดป้องกันแบบใช้แล้วทิ้ง; ผ้าไม่ทอ HDPE
• 
  แผ่นห่อบ้าน
• 
  ซองจดหมายพลาสติก
• 
  ท่อ HDPE แบบยืดหยุ่น
• 
  การติดตั้งท่อ HDPE ลูกฟูกในโครงการระบายน้ำฝนในเม็กซิโก
• 
  เก้าอี้โมโนบล็อก
• 
  ลังขวด
• 
  ของเล่นและอุปกรณ์สนามเด็กเล่น
• 
  ถุงพลาสติกใส (ดังภาพ) ทำจาก LDPE ส่วนถุงช้อปปิ้งแบบเป่าขึ้นรูปที่มีหูหิ้วในปัจจุบันทำจาก HDPE
• 
  HDPE ใช้ในการผลิตขวดที่แข็งแรงทนทานต่อน้ำมัน ส่วนขวดใสโดยทั่วไปมักทำจากพลาสติกชนิดอื่น เช่นโพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลต
• 
  เหยือกนม
• 
  ถังพลาสติก HDPE ทนทานต่อการอ่อนตัวและการบวมจากส่วนประกอบอะโรมาติกในเชื้อเพลิง
• 
  ลูกกลิ้งบนพรมทางเข้าก่อสร้าง HDPE

HDPE มีการใช้งานที่หลากหลาย สำหรับการใช้งานที่อยู่ในขอบเขตคุณสมบัติของโพลิเมอร์ชนิดอื่น การเลือกใช้ HDPE มักจะประหยัดกว่า:

นอกจากนี้ HDPE ยังใช้สำหรับทำแผ่นรองพื้นเซลล์ ใน หลุมฝังกลบขยะมูลฝอย แบบถูกสุขลักษณะ ภายใต้หมวด D ของ สหรัฐอเมริกาโดยแผ่น HDPE ขนาดใหญ่จะถูก เชื่อม ด้วยการอัดรีดหรือการเชื่อมแบบลิ่มเพื่อสร้างเป็น ชั้นกั้นที่ทนต่อสารเคมี อย่างสม่ำเสมอโดยมีจุดประสงค์เพื่อป้องกันการปนเปื้อนของดินและน้ำใต้ดินจากส่วนประกอบที่เป็นของเหลวของขยะมูลฝอย

ในอุตสาหกรรม ดอกไม้ไฟนิยมใช้ HDPE สำหรับทำปืนครกมากกว่าท่อเหล็กหรือPVCเนื่องจากมีความทนทานและปลอดภัยกว่า: HDPE มักจะฉีกขาดหรือแยกออกจากกันเมื่อเกิดความผิดพลาด แทนที่จะแตกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อยเหมือนวัสดุอื่นๆ

ขวดนม เหยือก และสินค้ากลวงอื่นๆ ที่ผลิตด้วยกระบวนการเป่าขึ้นรูปเป็นพื้นที่การใช้งานที่สำคัญที่สุดของ HDPE โดยคิดเป็นหนึ่งในสามของการผลิตทั่วโลก หรือมากกว่า 8 ล้านตัน

เหนือสิ่งอื่นใด จีนซึ่งเป็นประเทศแรกที่นำเข้าขวดเครื่องดื่มที่ทำจาก HDPE ในปี 2548 เป็นตลาดที่กำลังเติบโตสำหรับบรรจุภัณฑ์ HDPE แบบแข็งอันเป็นผลมาจากมาตรฐานการครองชีพ ที่ดีขึ้น ในอินเดียและประเทศกำลังพัฒนาที่มีประชากรหนาแน่นอื่นๆ การขยายโครงสร้างพื้นฐานรวมถึงการติดตั้งท่อและฉนวนสายเคเบิลที่ทำจาก HDPE ^{[ 4 ]}วัสดุนี้ได้รับประโยชน์จากการอภิปรายเกี่ยวกับปัญหาสุขภาพและสิ่งแวดล้อมที่อาจเกิดขึ้นจาก PVC และโพลีคาร์บอเนตที่เกี่ยวข้องกับบิสฟีนอลเอ (BPA) รวมถึงข้อดีเหนือกว่าแก้ว โลหะ และกระดาษแข็ง

การผลิต HDPE จากเอทิลีนในระดับอุตสาหกรรมเกิดขึ้นได้จากการพอลิเมอไรเซชันแบบ Ziegler-Natta หรือกระบวนการ Phillips slurry วิธีการ Ziegler-Natta ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาหลายชนิดรวมกัน รวมถึงไทเทเนียมเตตระคลอไรด์ สัมผัสกับเอทิลีนในรูปก๊าซเพื่อตกตะกอนโพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูง^{[ 20 ]}ในทำนองเดียวกัน กระบวนการ Phillips slurry ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาซิลิกาเป็นฐาน สัมผัสกับไฮโดรคาร์บอนที่เคลื่อนที่เร็วและสารละลายโพลีเอทิลีนเพื่อตกตะกอนโพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูง^{[ 21 ]}

การประมวลผลจะกำหนดคุณสมบัติของ HDPE วิธีการที่ใช้ในการสังเคราะห์ HDPE มีความสำคัญอย่างยิ่งเนื่องจากโครงสร้างจุลภาคของ HDPE จะแตกต่างกัน กระบวนการ Phillips Slurry ทำให้ได้ HDPE ที่มีการแตกแขนงน้อยกว่าและมีน้ำหนักโมเลกุลที่แม่นยำกว่ากระบวนการ Ziegler แต่กระบวนการ Ziegler ให้ความยืดหยุ่นมากกว่าในประเภทของโพลีเอทิลีนที่ผลิตได้^{[ 21 ]}

น้ำหนักโมเลกุลของ HDPE หมายถึงความยาวของโซ่โพลีเอทิลีน และช่วยกำหนดคุณสมบัติ เช่น ความยืดหยุ่น ความแข็งแรงของจุดคราก และอุณหภูมิหลอมเหลว หลังจากเกิดการตกตะกอนแล้ว อุณหภูมิ ความดัน และเวลาในการทำให้เย็นตัวระหว่างการประมวลผลจะเป็นตัวกำหนดระดับความเป็นผลึก โดยระดับความเป็นผลึกที่สูงขึ้นจะส่งผลให้มีความแข็งแกร่งและความต้านทานต่อสารเคมีมากขึ้น^{[ 22 ]}ขึ้นอยู่กับการใช้งาน วิธีการและขั้นตอนการประมวลผลสามารถปรับได้เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่เหมาะสม

เมื่อสังเคราะห์ HDPE เสร็จแล้ว ก็พร้อมที่จะนำไปใช้ในผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์ วิธีการผลิตทางอุตสาหกรรมสำหรับผลิตภัณฑ์ HDPE ได้แก่ การฉีดขึ้นรูปสำหรับรูปทรงที่ซับซ้อน เช่น ของเล่น การอัดรีดใช้สำหรับผลิตภัณฑ์ที่มีรูปทรงคงที่ เช่น ท่อและฟิล์ม การเป่าขึ้นรูปมีไว้สำหรับผลิตภัณฑ์กลวง โดยเฉพาะขวดและถุงพลาสติก การขึ้นรูปด้วยการหมุนใช้สำหรับชิ้นส่วนขนาดใหญ่ที่ไร้รอยต่อ เช่น ถังเคมีและเรือคายัค^{[ 22 ]}วิธีการที่ใช้ระหว่างการประมวลผลขึ้นอยู่กับข้อกำหนดของผลิตภัณฑ์ โดยแต่ละวิธีมีข้อดีสำหรับการใช้งานที่กำหนด