Polyetylen med høy molekylvekt: beskrivelse, egenskaper, bruksområder

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sist endret: 2023-12-17 10:37

Hver dag blir nye materialer oppnådd med kunstige midler introdusert i sfæren av menneskelig aktivitet. En av disse er polyetylen med høy molekylvekt, som har blitt et kommersielt produkt siden 1950-tallet, men det er først nå å få reell popularitet.

Description

Polyetylen med høy molekylvekt er en type termoplastisk polymerisert etylen. Hovedtrekket er svært lange molekylære kjeder. De blir bedre oppfattet og overfører belastninger, og "kompenserer" dem med intermolekylære interaksjoner.

Utseendet til materialet er ikke forskjellig fra andre typer plast. Det er luktfritt, smakløst, ikke giftig. Den kan gis hvilken som helst farge ved introduksjon av farger. Samtidig har den et sett med egenskaper som skiller den fra andre polymerer.

Polyetylen med høy molekylvekt er et tøft materiale med stor slagstyrke. Han er i stand til å stå imotbetydelige påkjenninger. Det absorberer ikke fuktighet, og det er grunnen til at det ikke samhandler med menneskelig hud og føles glatt. I tillegg har den høy slitestyrke (mer enn stål) og lav friksjonskoeffisient.

Egenskaper til polyetylen med høy molekylvekt

Som allerede nevnt, er hovedtrekket til denne høymolekylære polymeren lange molekylkjeder. Dessuten er de orientert i samme retning. De er plassert nesten parallelt med hverandre. Dette forklarer styrken til materialet.

Til tross for at polyetylen med høy molekylvekt danner lange kjeder, er bindingen mellom individuelle molekyler svak. Dette tallet er en størrelsesorden lavere enn for Kevlar, som ikke er mindre slitesterkt materiale. Denne funksjonen gjør at polymeren ikke er varmebestandig - den smelter ved en temperatur på 144 grader Celsius.

Dette polyetylenet inneholder ingen estere, aminer eller hydroksylgrupper som gjør materialer mottakelige for reaktive og tunge miljøer. Takket være dette er stoffet ikke utsatt for vann, fuktighet, aggressive reagenser, mikroorganismer og UV-stråler.

Hovedgjenvinningsmetoder

Kravene som polyetylen med høy molekylvekt skal produseres i henhold til, inneholder GOST 16338-85. Ifølge dem utføres syntesen av materialet ved virkningen av metallocenkatalysatorer på monomeren - etylen. For produksjon av produkter direkte brukes følgende hovedtyper av bearbeiding:

1. Gelspinning. Råmaterialeblandet med løsemiddel. Den resulterende massen tvinges gjennom hullene ned i vannet. De resulterende filamentene brennes i ovner mens de trekkes ut og løsemiddelet fjernes.
2. Varmpressing og sintring. Pulvermassen komprimeres med stor kraft, og oppnår derved et homogent materiale. Deretter utsettes den for varmebehandling - sintring ved en temperatur på 150-200 grader.
3. Plunger ekstrudering. Råvaren smeltes til en homogen, gummilignende masse, og presses deretter ut gjennom spesielle dyser.

Gelspinning er den mest utbredte. Det er tross alt på denne måten høymolekylære polyetylenfibre med stor styrke oppnås.

Militærbruk

Fiber, for produksjon som en polymer med høy molekylvekt brukes til, er mye brukt til å lage personlig verneutstyr, spesielt skuddsikre vester. På grunn av slike egenskaper til gjengene som lav egenvekt og høy flytestyrke (forholdet mellom disse indikatorene er 7-8 ganger høyere enn for stål), er rustningen lett og motstandsdyktig mot kuler, splinter og andre skadelige elementer.

Kroppsrustning er laget av ark som er oppnådd ved å påføre fibre oppå hverandre i forskjellige vinkler. Takket være denne teknologien vises multiaksiale stoffer - en spesiell type glassaktige stoffer som tåler påkjenninger i alle retninger. Høymolekylær polyetylen brukes for å beskytte overkroppen, lemmer. Eiendommermultiaksiale stoffer gjør det mulig å beskytte pansrede kjøretøy, samt bruk av fibre for å lage kuttbestandige hansker.

medisinske søknader

I medisin brukes polyetylen med høy molekylvekt hovedsakelig for å lage implantater for hofteleddet og ryggraden, kneleddene. Den ble først brukt til dette formålet i 1962. Og siden den gang begynte å dominere.

Mye brukt og modifisert materiale - mesh eller tverrbundet polymer. Det er oppnådd ved å avskalle fibrene av polyetylen med høy molekylvekt med gamma-kvanter eller elektroner, som syr trådene sammen. Etter det utsettes den for varme, noe som reduserer redoksevnen.

Fiber basert på dette råmaterialet brukes også til suturering. Leder innen produksjon av disse produktene er DSM, som forsyner det medisinske markedet med suturtråder k alt Dyneema Purity.

Industriell bruk

Høymolekylært polyetylenark, som leveres til produksjonsmarkedet i flate emner 2 cm tykke, har funnet den største bruken i bransjen. Prestisjeklasse plastvinduer, PVC-paneler og PVC-profiler i ulike konfigurasjoner er laget på grunnlag av det.

I maskinteknikk for produksjon av tetningsringer, lagre, fremstilling av deler som opererer i et hydraulisk eller oljemiljø, ogogså i pneumatiske installasjoner med høyt driftstrykk brukes høymolekylær polyetylen 1000 oftest - en av hovedtypene polymer.