Visoko-molekularni polietilen: opis, lastnosti, aplikacije

Z vsakim dnem se v področje človeške dejavnosti uvajajo novi materiali, pridobljeni z umetnimi sredstvi. Eden od njih je visoko-molekularni polietilen, ki je postal komercialni izdelek že od petdesetih let prejšnjega stoletja, toda zdaj postaja dejanska priljubljenost.

Opis

Polietilen visoke molekulske mase je ena izmed termoplastičnih polimeriziranih etilenov. Njena glavna značilnost je zelo dolga molekularna veriga. Bolje jih zaznavajo in prenašajo obremenitve, "kompenzirajo" za njihovo intermolekularno interakcijo.

Videz materiala se ne razlikuje od drugih vrst plastike. Nima vonja, okusa in strupenih lastnosti. Lahko ga dobite z barvo. Hkrati ima tudi lastnosti, ki jih prednostno izolirajo pred drugimi polimeri.

Polietilen visoke molekulske mase je trden material z visoko udarno trdnostjo. Zmožen je prenesti močne napetosti. Ne absorbira vlage zaradi česar ne vpliva na človeško kožo in se zdi spolzka. Poleg tega ima visoko odpornost na abrazijo (več kot jeklo) in nizek koeficient trenja.

Lastnosti polietilena visoke molekulske mase

Kot je bilo že omenjeno, je glavna značilnost tega visokomolekularnega polimera dolge molekulske verige. Poleg tega so usmerjene v isto smer. Skoraj vzporedno med seboj. To pojasnjuje moč materiala.

Kljub temu, da polietilen visoke molekulske mase oblikuje dolge verige, je vez med posameznimi molekulami šibek. Ta številka je nižja od tiste v Kevlarjevem nič manj trpežnem materialu. Ta funkcija omogoča, da polimer ni toplotno odporen - se topi pri temperaturi 144 stopinj Celzija.

V sestavi tega polietilena ni estrov, aminov ali hidroksilnih skupin, zaradi česar so materiali dovzetni za reaktivne in težke snovi. Zaradi tega snov ni podvržena vodi, vlagi, agresivnim reagentom, mikroorganizmom in UV-žarkom.

Glavne metode obdelave

Zahteve, po katerih je treba izdelati visoko molekularno polietilen, vsebuje GOST 16338-85. Po njih se sinteza materiala izvede z delovanjem metalocenskih katalizatorjev na monomer-etilen. Naslednje glavne vrste predelave se neposredno uporabljajo pri proizvodnji izdelkov:

1. Gel predenje. Surovina se zmeša s topilom. Nastala masa je prisiljena skozi luknje v vodi. Oblikujemo filamente v pečeh s hkratnim črpanjem in odstranjevanjem topila.
2. Vroče stiskanje in sintranje. Prašno maso stisne velika sila, s čimer dobimo homogeni material. Potem se toplotno obdelajo - sintranje pri temperaturi 150-200 stopinj.
3. Iztisk bata. Surovina se topi do enakomerne gume podobne mase in nato stisne skozi posebne šobe.

Najpogostejši je bil gel predenje. Konec koncev, to je način, kako dobiti visoko-molekularna polietilenska vlakna, ki imajo veliko moč.

Uporaba v vojaški industriji

Vlakna, za proizvodnjo katerih se uporablja polimer z visoko molsko maso, se široko uporabljajo za izdelavo osebne zaščitne opreme, zlasti neprebojnih telovnikov. Zaradi takšnih lastnosti niti, kot nizka specifična težnost in visoka pogojna izkoristek moči (razmerje med temi indikatorji je 7-8 krat višje od jekla), je oklep lahka in odporna na krogle, smeti in druge škodljive elemente.

Neprebojni telovniki so narejeni iz listov, ki se dobijo z uporabo vlaken drug drugemu pri različnih kotih. Zahvaljujoč tej tehnologiji se pojavljajo večosne tkanine - posebna vrsta steklenih tkanin, ki vztrajno prenesejo napetosti v kateri koli smeri. Uporablja se za zaščito trupa, okončine polietilena visoke molekulske mase. Lastnosti večsialne tkanine omogočajo zaščito in oklepno vozilo, pa tudi uporabo vlaken za izdelavo rokavic, ki so odporne proti kosom.

Uporaba v medicini

V medicini je polietilen z visoko molekulsko maso v glavnem uporabljajo za izdelavo vsadkov za kolka in hrbtenice kolena. Prvič se je v daljšem letu 1962 uporabljal s podobnim namenom. Od takrat je začel prevladovati.

Široko uporabljen in modificiran material - mrežni ali prepleteni polimer. Dobljen je z žganjem visoko-molekularnih polietilenskih vlaken z gama žarki ali elektroni, ki medsebojno prepletajo filamente. Po tem je izpostavljen toplotnim učinkom, kar zmanjšuje sposobnost zmanjševanja oksidacije.

Vlakna na osnovi te surovine se uporabljajo tudi za šivanje. Vodilna v proizvodnji tega izdelka je družba DSM, ki na medicinskem trgu oskrbuje z nitmi, ki se imenujejo Dyneema Purity.

Uporaba v industriji

Najbolj pogosto uporabljajo v industriji ugotovljeno visoko molekulsko polietilenska folija, ki se dovaja v debelini brame pridobivanje tržnega 2 cm. Na osnovi izdelan iz plastike okno prestižno razreda, konfiguracija PVC-plošče in visoko PVC profilov.

V strojništva za proizvodnjo tesnilnih obročev, ležaji, ustvarjanje delov, ki delujejo na hidravlično olje ali mediju, in v pnevmatskih sistemih z visoko obratovalnega tlaka, najpogosteje uporabljena visoko molekulsko polietilen 1000 - ena od glavnih polimernih vrste.