Високомолекулен полиетилен: описание, свойства, приложения

С всеки изминал ден нови материали, получени с изкуствени средства, се въвеждат в сферата на човешката дейност. Един от тях е от полиетилен с висока молекулна маса, която вече е с 50-те години на миналия век, се превърна в комерсиален продукт, но тя набира популярност в реално до сега.

описание

Високомолекулен полиетилен е един от сортовете термопластичен полимеризиран етилен. Основната му характеристика е много дългите молекулни вериги. Те са по-добре възприемани и предавани натоварвания, "компенсиращи" тяхното междумолекулно взаимодействие.

Появата на материала не се различава от другите видове пластмаса. Няма мирис, вкус, няма токсични свойства. Тя може да бъде даден всеки цвят чрез въвеждане на цветове. В същото време той притежава набор от свойства, които благоприятно го изолират преди другите полимери.

Полиетиленът с висока молекулна маса е твърд материал с висока якост на удар. Той е в състояние да издържи значителни напрежения. Той не абсорбира влага, поради това, което не взаимодейства с човешката кожа и изглежда хлъзгаво. Освен това има висока устойчивост на абразия (повече от стомана) и нисък коефициент на триене.

Свойства на полиетилен с високо молекулно тегло

Както вече беше отбелязано, основната характеристика на този високомолекулен полимер е дългите молекулни вериги. Освен това те са ориентирани в същата посока. Почти паралелно един на друг. Това обяснява силата на материала.

Въпреки факта, че полиетилен с високо молекулно тегло образува дълги вериги, връзката между отделните молекули е слаба. Тази цифра е порядък по-малък от този на не по-малко издръжливия материал на Kevlar. Тази особеност прави полимера не топлоустойчива - то се топи при температура от 144 градуса по Целзий.

В състава на този полиетилен няма естери, амини или хидроксилни групи, които правят материалите чувствителни към реактивна и тежка среда. Поради това веществото не се подлага на вода, влага, агресивни реактиви, микроорганизми и ултравиолетови лъчи.

Основни методи на обработка

Изискванията, съгласно които трябва да се произвежда полиетилен с високо молекулно тегло, съдържат GOST 16338-85. Според тях синтеза на материала се осъществява чрез действието на металоценови катализатори върху мономер-етилен. Следните основни видове обработка се използват директно за производството на продукти:

1. Превъртане на гела. Суровината се смесва с разтворителя. Получената маса се пресича през дупките във водата. Оформените нишки се изстрелват в пещи с едновременно изтегляне и отстраняване на разтворителя.
2. Горещо пресоване и синтероване. Прахообразната маса се изстисква с голяма сила, като по този начин се получава хомогенен материал. След това се подлага на термична обработка - синтероване при температура 150-200 градуса.
3. Екструзия с бутало. Суровината се топи до еднаква, подобна на каучук маса и след това се стича през специални дюзи.

Най-честата е гел завъртане. В края на краищата това е начинът да се получат високомолекулни полиетиленови влакна, които имат голяма здравина.

Използване във военната индустрия

Влакната, за производството на които се използва високомолекулен полимер, се използват широко за създаване на лични предпазни средства, по-специално бронирани жилетки. Поради такива свойства на нишките, като ниско специфично тегло и високо условно съпротивление на пропускане (Съотношението на тези показатели е 7-8 пъти по-висока от тази на стоманата) броня получава светлина и устойчив на куршуми, шрапнели и други вредни елементи.

Бронежилети изработен от листа, получени чрез смесване на влакната помежду си под различни ъгли. Благодарение на тази технология се появяват многоосна плат - специален вид лъскави или мрежи, които са подложени на напрежения в произволна посока. Използва се за защита на торса, крайниците с полиетилен с високо молекулно тегло. Имоти многоосна плат може да защити и бронирани превозни средства, както и използването на фибри, за да създадете устойчиви на отрязаните ръкавици.

Приложение в медицината

В медицината, полиетилен с високо молекулно тегло се използва главно за създаване на импланти за тазобедрената става и гръбначния стълб, колянните стави. За пръв път е използвана със сходна цел през далечната 1962 година. И оттогава той започва да доминира.

Широко използван и модифициран материал - мрежест или омрежен полимер. Той се получава чрез изпичане на високомолекулни полиетиленови влакна с гама лъчи или електрони, които напречно свързват нишките една с друга. След това той е изложен на топлинни ефекти, което намалява неговата способност за намаляване на оксидацията.

Влакната, базирани на тази суровина, също се използват за зашиване. Лидерът в производството на този продукт е компанията DSM, която доставя медицинския пазар със зашиващи нишки, наречени Dyneema Purity.

Използване в индустрията

Най-широко използвани в индустрията са намерили високо молекулно полиетилен лист, който се подава към дебелината на производство на пазара плоча от 2 см. На базата на произведени пластмасов прозорец престижния клас, конфигурация PVC панел и високо PVC профили.

В машиностроенето за производство на уплътнителни пръстени, лагери, създаване на части, работещи в хидравличното масло или среда, и в пневматични системи с високо работно налягане, най-често се използва високо молекулно полиетилен 1000 - един от основните полимерни видове.