ISO 21304-1:2019

Plastics - Ultra-high-molecular-weight polyethylene (PE-UHMW) moulding and extrusion materials - Part 1: Designation system and basis for specifications

This document establishes a system of designation for thermoplastic PE-UHMW materials, which can be used as the basis for specifications. For the purposes of this document, PE-UHMW materials are polyethylene materials having a melt mass-flow rate (MFR) of less than 0,1 g/10 min, measured at 190 °C and 21,6 kg load. NOTE It has been confirmed that the melt volume-flow rate (MVR) is useful for characterizing some PE-UHMW materials (e.g. pipe materials) under the test condition of 230 °C/21,6 kg and bore diameter of die with 3,628 mm (see ISO 21304-2). The types of PE-UHMW are differentiated from each other by a classification system based on appropriate levels of the designatory properties: a) viscosity number; b) elongational stress; c) Charpy double-notched impact strength; and on information about the intended application and/or method of processing, important properties, additives, colorants, fillers and reinforcing materials. This designation system is applicable to all PE-UHMW homopolymers and to ultra-high-molecular-weight copolymers of ethylene having a content of other 1-olefinic monomers of less than 50 % by mass and a content of non-olefinic monomers with functional groups up to a maximum of 3 % by mass. It applies to materials ready for normal use in the form of powder, granules or pellets, unmodified or modified by colorants, fillers and other additives. It is not intended to imply that materials having the same designation give necessarily the same performance. This document does not provide engineering data, performance data or data on processing conditions which can be required to specify a material. If such additional properties are required, they are intended to be determined in accordance with the test methods specified in ISO 21304-2, if suitable. In order to specify a thermoplastic PE-UHMW material to meet particular specifications, the requirements are to be given in data block 5 (see 4.1).

Plastiques — Matériaux à base de polyéthylène à très haute masse moléculaire (PE-UHMW) pour moulage et extrusion — Partie 1: Système de désignation et base de spécifications

Le présent document établit un système de désignation des matériaux thermoplastiques en PE-UHMW qui peut être utilisé comme base pour les spécifications. Pour les besoins du présent document, les matériaux en PE-UHMW sont des matériaux en polyéthylène ayant un indice de fluidité à chaud en masse (MFR) inférieur à 0,1 g/10 min, mesuré à 190 °C et avec une charge de 21,6 kg. NOTE Il a été confirmé que l'indice de fluidité à chaud en volume (MVR) est utile pour caractériser certains matériaux PE-UHMW (par exemple des matériaux pour tubes) dans des conditions d'essai de 230 °C/21,6 kg et un diamètre de filière de 3,628 mm (voir l'ISO 21304‑2). Les types de PE-UHMW sont différenciés les uns des autres par un système de classification fondé sur des niveaux appropriés des propriétés de désignation: a) indice de viscosité; b) contrainte d'allongement; c) résistance au choc Charpy avec double entaille; et des informations sur l'application prévue et/ou la méthode de mise en œuvre, les propriétés importantes, les additifs, les colorants, les charges et les matériaux de renfort. Le présent système de désignation est applicable à tous les homopolymères du PE-UHMW et aux copolymères éthyléniques à très haute masse moléculaire ayant une teneur en autres monomères 1-oléfiniques inférieure à 50 % en masse et une teneur maximale en monomères non oléfiniques avec des groupes fonctionnels ne dépassant pas 3 % en masse. Il s'applique aux matériaux prêts à l'emploi dans le cadre d'une utilisation normale sous la forme de poudre, granulés ou grains et aux matériaux non modifiés ou modifiés par des colorants, charges et autres additifs. Le fait que des matériaux aient la même désignation n'implique pas qu'ils présentent nécessairement les mêmes performances. Le présent document ne comporte pas de données sur la conception, la performance ou les conditions de mise en œuvre qui peuvent être exigées pour spécifier un matériau. Si de telles caractéristiques supplémentaires sont nécessaires, elles doivent être déterminées conformément aux méthodes d'essai spécifiées dans l'ISO 21304-2, s'il y a lieu. Afin de spécifier un matériau thermoplastique en PE-UHMW pour répondre à une spécification particulière, les exigences doivent être codées dans le bloc de données 5 (voir 4.1).

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 07-Mar-2019
• ICS: 83.080.20 - Thermoplastic materials
• Technical Committee: ISO/TC 61/SC 9 - Thermoplastic materials
• Drafting Committee: ISO/TC 61/SC 9/WG 6 - Polyolefins
• Current Stage: 9093 - International Standard confirmed
• Start Date: 07-Oct-2024
• Completion Date: 13-Dec-2025

Relations

• Revises: ISO 11542-1:2001 - Plastics - Ultra-high-molecular-weight polyethylene (PE-UHMW) moulding and extrusion materials - Part 1: Designation system and basis for specifications
• Effective Date: 19-Dec-2015

Overview

ISO 21304-1:2019 defines a standardized designation system and the basis for specifications for ultra-high-molecular-weight polyethylene (PE‑UHMW) moulding and extrusion materials. It applies to PE‑UHMW with a melt mass‑flow rate (MFR) < 0.1 g/10 min (190 °C, 21.6 kg) and covers homopolymers and selected copolymers supplied as powder, granules or pellets. The standard provides a concise code-based format for identifying material type, fillers, intended application/processing, key designatory properties and optional specification requirements.

Key topics and requirements

• Designation structure (individual-item block): Five comma‑separated data blocks following the identity block:
  • Data block 1: Identification symbol “PE‑UHMW” (per ISO 1043‑1).
  • Data block 2: Filler/reinforcement type, form and nominal content using code letters and numeric content.
  • Data block 3: Intended application/method of processing (position 1) and up to seven positions for properties, additives and colour.
  • Data block 4: Three designatory properties coded by ranges:
    • Viscosity number (determined per ISO 1628‑3, nitrogen atmosphere) coded into seven ranges.
    • Elongational stress (determined per ISO 21304‑2, Annex B) coded into six ranges.
    • Charpy double‑notched impact strength (per ISO 21304‑2, Annex C) coded into five ranges.
  • Data block 5 (optional): Additional requirements to transform a designation into a formal specification (e.g., reference to national standards).
• Format rules: Hyphen starts the individual-item block; data blocks separated by commas; empty blocks shown by consecutive commas.
• Scope limits & notes: MVR can be useful for characterizing some PE‑UHMW (see ISO 21304‑2); identical designations do not guarantee identical performance - test data or additional specifications may be needed.

Applications and who uses it

ISO 21304‑1 is intended for:

• Material manufacturers and compounders to label and market PE‑UHMW grades.
• Product designers and OEMs to identify candidate materials for moulding, extrusion, pipes, films, fibres and sintering.
• Procurement and quality engineers to create unambiguous purchase specifications and quality acceptance criteria.
• Standards writers and testing labs as a basis for consistent specification and communication of PE‑UHMW properties.

Practical benefits include streamlined grade selection, clearer supplier communication, and a standardized starting point for application‑specific material specifications.

Related standards

• ISO 21304‑2: Test specimen preparation and determination of properties (referenced for elongational stress, Charpy tests and MVR guidance).
• ISO 1043‑1: Symbols and abbreviated terms for plastics (used for the PE‑UHMW symbol).
• ISO 1628‑3: Determination of viscosity number for polyethylenes (test method referenced).
• ISO 5834‑1: Ultra‑high molecular weight polyethylene - powder form (related medical implant material reference).

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 21304-1
First edition
2019-03
Plastics — Ultra-high-molecular-
weight polyethylene (PE-UHMW)
moulding and extrusion materials —
Part 1:
Designation system and basis for
specifications
Plastiques — Matériaux à base de polyéthylène à très haute masse
moléculaire (PE-UHMW) pour moulage et extrusion —
Partie 1: Système de désignation et base de spécifications
Reference number
©
ISO 2019
© ISO 2019
All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, no part of this publication may
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Published in Switzerland
ii © ISO 2019 – All rights reserved

Contents Page
Foreword .iv
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 2
4 Designation system . 2
4.1 General . 2
4.2 Data block 1 . 2
4.3 Data block 2 . 3
4.4 Data block 3 . 3
4.5 Data block 4 . 4
4.5.1 General. 4
4.5.2 Viscosity number . 4
4.5.3 Elongational stress . 5
4.5.4 Charpy double-notched impact strength . 5
4.6 Data block 5 . 5
5 Examples of designations . 6
5.1 Designation only . 6
5.2 Designation transformed into a specification . 7
Bibliography . 8
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see www .iso
.org/iso/foreword .html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 61, Plastics, Subcommittee SC 9,
Thermoplastic materials.
This first edition of ISO 21304-1 cancels and replaces ISO 11542-1:2001, which has been technically
revised to introduce a new designation system.
The revised designation system is published under a new ISO number, as many existing documents
refer to ISO 11542-1. If the existing ISO 11542-1 would be replaced by the new designation system,
these documents would refer to the incorrect designation system.
The new designation system according to ISO 21304-1 is intended to replace gradually any designation
system according to ISO 11542-1.
During this period, ISO 11542-2 will effectively be Part 2 of this document.
A list of all parts in the ISO 21304 series can be found on the ISO website.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/members .html.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 21304-1:2019(E)
Plastics — Ultra-high-molecular-weight polyethylene (PE-
UHMW) moulding and extrusion materials —
Part 1:
Designation system and basis for specifications
1 Scope
This document establishes a system of designation for thermoplastic PE-UHMW materials, which can
be used as the basis for specifications.
For the purposes of this document, PE-UHMW materials are polyethylene materials having a melt mass-
flow rate (MFR) of less than 0,1 g/10 min, measured at 190 °C and 21,6 kg load.
NOTE It has been confirmed that the melt volume-flow rate (MVR) is useful for characterizing some PE-
UHMW materials (e.g. pipe materials) under the test condition of 230 °C/21,6 kg and bore diameter of die with
3,628 mm (see ISO 21304-2).
The types of PE-UHMW are differentiated from each other by a classification system based on
appropriate levels of the designatory properties:
a) viscosity number;
b) elongational stress;
c) Charpy double-notched impact strength;
and on information about the intended application and/or method of processing, important properties,
additives, colorants, fillers and reinforcing materials.
This designation system is applicable to all PE-UHMW homopolymers and to ultra-high-molecular-
weight copolymers of ethylene having a content of other 1-olefinic monomers of less than 50 % by mass
and a content of non-olefinic monomers with functional groups up to a maximum of 3 % by mass. It
applies to materials ready for normal use in the form of powder, granules or pellets, unmodified or
modified by colorants, fillers and other additives.
It is not intended to imply that materials having the same designation give necessarily the same
performance. This document does not provide engineering data, performance data or data on processing
conditions which can be required to specify a material. If such additional properties are required, they
are intended to be determined in accordance with the test methods specified in ISO 21304-2, if suitable.
In order to specify a thermoplastic PE-UHMW material to meet particular specifications, the
requirements are to be given in data block 5 (see 4.1).
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all o
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 21304-1
Première édition
2019-03
Plastiques — Matériaux à base de
polyéthylène à très haute masse
moléculaire (PE-UHMW) pour
moulage et extrusion —
Partie 1:
Système de désignation et base de
spécifications
Plastics — Ultra-high-molecular-weight polyethylene (PE-UHMW)
moulding and extrusion materials —
Part 1: Designation system and basis for specifications
Numéro de référence
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ISO 2019
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Tél.: [phone]
Fax: [phone]
E-mail: [e-mail]
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2019 – Tous droits réservés

Sommaire Page
Avant-propos .iv
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 2
4 Système de désignation . 2
4.1 Généralités . 2
4.2 Bloc de données 1 . 3
4.3 Bloc de données 2 . 3
4.4 Bloc de données 3 . 3
4.5 Bloc de données 4 . 4
4.5.1 Généralités . 4
4.5.2 Indice de viscosité. 4
4.5.3 Contrainte d’allongement . 5
4.5.4 Résistance au choc Charpy avec double entaille . 5
4.6 Bloc de données 5 . 6
5 Exemples de désignations . 6
5.1 Désignation seule . 6
5.2 Désignation transformée en une spécification . 8
Bibliographie . 9
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.
L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www
.iso .org/directives).
L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l'ISO (voir www .iso .org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion
de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir www .iso .org/avant -propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 61, Plastiques, sous-comité SC 9,
Matériaux thermoplastiques.
Cette première édition de l’ISO 21304-1 annule et remplace l’ISO 11542-1:2001, qui a fait l’objet d’une
révision technique pour introduire un nouveau système de désignation.
Le système de désignation révisé est publié sous un nouveau numéro ISO, de nombreux documents
existants faisant référence à l'ISO 11542-1. Si l'ISO 11542-1 existante était remplacée par le nouveau
système de désignation, ces documents feraient référence au système de désignation incorrect.
Le nouveau système de désignation conforme à l'ISO 21304-1 est destiné à remplacer progressivement
tout système de désignation conforme à l'ISO 11542-1.
Pendant cette période, l’ISO 11542-2 constituera effectivement la Partie 2 du présent document.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 21304 se trouve sur le site web de l’ISO.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www .iso .org/fr/members .html.
iv © ISO 2019 – Tous droits réservés

NORME INTERNATIONALE ISO 21304-1:2019(F)
Plastiques — Matériaux à base de polyéthylène à très
haute masse moléculaire (PE-UHMW) pour moulage et
extrusion —
Partie 1:
Système de désignation et base de spécifications
1 Domaine d’application
Le présent document établit un système de désignation des matériaux thermoplastiques en PE-UHMW
qui peut être utilisé comme base pour les spécifications.
Pour les besoins du présent document, les matériaux en PE-UHMW sont des matériaux en polyéthylène
ayant un indice de fluidité à chaud en masse (MFR) inférieur à 0,1 g/10 min, mesuré à 190 °C et avec une
charge de 21,6 kg.
NOTE Il a été confirmé que l’indice de fluidité à chaud en volume (MVR) est utile pour caractériser certains
matériaux PE-UHMW (par exemple des matériaux pour tubes) dans des conditions d'essai de 230 °C/21,6 kg et
un diamètre de filière de 3,628 mm (voir l’ISO 21304-2).
Les types de PE-UHMW sont différenciés les uns des autres par un système de classification fondé sur
des niveaux appropriés des propriétés de désignation:
a) indice de viscosité;
b) contrainte d’allongement;
c) résistance au choc Charpy avec double entaille;
et des informations sur l’application prévue et/ou la méthode de mise en œuvre, les propriétés
importantes, les additifs, les colorants, les charges et les matériaux de renfort.
Le présent système de désignation est applicable à tous les homopolymères du PE-UHMW et aux
copolymères éthyléniques à très haute masse moléculaire ayant une teneur en autres monomères
1-oléfiniques inférieure à 50 % en masse et une teneur maximale en monomères non oléfiniques avec
des groupes fonctionnels ne dépassant pas 3 % en masse. Il s’applique aux matériaux prêts à l’emploi
dans le cadre d’une utilisation normale sous la forme de poudre, granulés ou grains et aux matériaux
non modifiés ou modifiés par des colorants, charges et autres additifs.
Le fait que des matériaux aient la même désignation n’implique pas qu’ils présentent nécessairement
les mêmes performances. Le présent document ne comporte pas de données sur la conception, la
performance ou les conditions de mise en œuvre qui peuvent être exigées pour spécifier un matériau.
Si de telles caractéristiques supplémentaires sont nécessaires, elles doivent être déterminées
conformément aux méthodes d’essai spécifiées dans l’ISO 21304-2, s’il y a lieu.
Afin de spécifier un matériau thermoplastique en PE-UHMW pour répondre à une spécification
particulière, les exigences doivent être codées dans le bloc de données 5 (voir 4.1).
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
...