Polietilena de înaltă moleculară: descriere, proprietăți, aplicații

Cu fiecare zi care trece, materiale noi obținute prin mijloace artificiale sunt introduse în sfera activității umane. Una dintre ele este polietilena de înaltă moleculară, care a devenit un produs comercial începând cu anii 1950, dar câștigă o popularitate reală abia acum.

descriere

Polietilena cu greutate moleculară ridicată este una dintre soiurile de etilenă polimerizată termoplastică. Trăsătura sa principală este lanțurile moleculare foarte lungi. Ele sunt percepute mai bine și transmit sarcinile, "compensând" interacțiunea lor intermoleculară.

Aspectul materialului nu este diferit de alte soiuri de plastic. Nu are miros, gust, nu are proprietăți toxice. Se poate da orice culoare prin introducerea de culori. În același timp, acesta posedă un set de proprietăți care îl izolează în mod favorabil înainte de alți polimeri.

Polietilenă cu greutate moleculară ridicată este un material dur cu rezistență ridicată la impact. Este capabil să reziste la tensiuni semnificative. Nu absorb umezeala din cauza a ceea ce nu interacționează cu pielea umană și pare alunecos. În plus, are o rezistență ridicată la abraziune (mai mult decât oțel) și un coeficient scăzut de frecare.

Proprietățile polietilenei cu greutate moleculară ridicată

Așa cum am menționat deja, principala caracteristică a acestui polimer cu înaltă moleculară este lanțurile moleculare lungi. În plus, ele sunt orientate în aceeași direcție. Aproape paralele unul cu altul. Aceasta explică puterea materialului.

În ciuda faptului că polietilenă cu greutate moleculară mare formează lanțuri lungi, legătura dintre moleculele individuale este slabă. Această cifră este un ordin de mărime mai mic decât cel al materialului Kevlar nu mai puțin durabil. Această caracteristică face ca polimerul să nu fie rezistent la căldură - se topește la o temperatură de 144 grade Celsius.

În compoziția acestui polietilenă nu există grupuri de esteri, amine sau hidroxil, care fac materialele sensibile la medii reactive și grele. Datorită acestui fapt, substanța nu este supusă apelor, umidității, reactivilor agresivi, microorganismelor și razelor UV.

Principalele metode de procesare

Cerințele conform cărora trebuie produsă polietilenă cu greutate moleculară ridicată, conține GOST 16338-85. Potrivit acestora, sinteza materialului se realizează prin acțiunea catalizatorilor metalocenici pe monomer-etilenă. Următoarele tipuri principale de prelucrare sunt utilizate direct pentru producția de produse:

1. Turnarea gelului. Materia primă este amestecată cu solventul. Masa rezultată este forțată prin găurile din apă. Filamentele formate sunt trase în cuptoare cu tragere simultană și îndepărtarea solventului.
2. Apăsarea și sinterizarea la cald. Masa pulverulentă este presată de o forță mare, obținând astfel un material omogen. Apoi este supus unui tratament termic - sinterizarea la o temperatura de 150-200 grade.
3. Plăcuță de extrudare. Materia primă se topește până la o masă uniformă, asemănătoare cauciucului, apoi se presează prin duze speciale.

Cel mai frecvent a fost rotirea gelului. La urma urmei, aceasta este modalitatea de obținere a fibrelor de polietilenă de înaltă moleculare, care au o mare rezistență.

Utilizarea în industria militară

Fibrele, pentru fabricarea cărora se utilizează un polimer cu greutate moleculară mare, sunt utilizate pe scară largă pentru a crea echipamente de protecție individuală, în special veste antiglonț. Datorită unor astfel de proprietăți ale firelor, având o greutate specifică scăzută și o condiție ridicată puterea de curgere (raportul acestor indicatori este de 7-8 ori mai mare decât cel al oțelului), armura este ușoară și rezistentă la gloanțe, resturi și alte elemente dăunătoare.

Vestele antiglonț sunt realizate din foi obținute prin aplicarea fibrelor unghiulare diferite. Datorită acestei tehnologii apar țesături multiaxiale - un tip special de cârpe vitrege, care transferă persistent stres în orice direcție. Folosit pentru a proteja torpile, membrele polietilena cu greutate moleculara mare. Proprietățile țesăturii multiaxiale permit protecția și blindarea vehiculelor, precum și utilizarea fibrelor pentru a crea mănuși rezistente la tăieturi.

Aplicarea în medicină

În medicină, polietilenă cu masă moleculară mare este folosită în principal pentru a crea implanturi pentru articulația șoldului și coloanei vertebrale, articulațiile genunchiului. Pentru prima dată a fost folosită cu un scop similar în anul îndepărtat 1962. Și de atunci a început să domine.

Material utilizat pe scară largă și modificat - plasă sau polimer reticulat. Se obține prin arderea fibrelor de polietilenă de înaltă moleculare cu raze gama sau electroni, care reticulează filamentele unul cu celălalt. După aceasta, este expus la efecte termice, ceea ce reduce capacitatea sa de reducere a oxidării.

Fibrele bazate pe această materie primă sunt, de asemenea, utilizate pentru suturi. Liderul în producția acestui produs este compania DSM, care furnizează piața medicală cu fire de suturare numite Dyneema Purity.

Utilizare în industrie

Cele mai utilizate pe scară largă în industrie au găsit o foaie de polietilenă de înaltă moleculară, care este furnizat la grosimea plăcilor de piață de producție de 2 cm. Pe baza profilelor fabricate din plastic pentru fereastră de clasă prestigiu, configurare PVC-panel si PVC inalta.

În ingineria mecanică pentru producerea de inele de etanșare, rulmenți, crearea pieselor, care lucrează în uleiul hidraulic sau mediul, și în sisteme pneumatice cu inalta presiune de operare, cel mai frecvent utilizate moleculară mare de polietilenă 1000 - una dintre principalele specii de polimeri.