Polietylen wielkocząsteczkowy: opis, właściwości, zastosowania
Codziennie w sferze ludzkiej działalnościWprowadzane są nowe materiały otrzymywane sztucznymi środkami. Jednym z nich jest wysokocząsteczkowy polietylen, który stał się produktem handlowym od lat 50. XX wieku, ale dopiero teraz zyskuje prawdziwą popularność.
Opis
Polietylen o wysokiej masie cząsteczkowej tojeden z rodzajów termoplastycznego spolimeryzowanego etylenu. Jego główną cechą są bardzo długie łańcuchy cząsteczkowe. Są lepiej postrzegane i transmitują obciążenia, "kompensując" ich oddziaływanie międzycząsteczkowe.
Wygląd materiału nie jest innyz innych odmian plastiku. Nie ma zapachu, smaku, właściwości toksycznych. Można nadać mu dowolny kolor, wprowadzając kolory. Jednocześnie posiada zestaw właściwości, które korzystnie izolują go przed innymi polimerami.
Polietylen o wysokiej masie cząsteczkowej jest sztywnymateriał o wysokiej udarności. Jest w stanie wytrzymać znaczne napięcia. Nie wchłania wilgoci, z powodu tego, co nie wchodzi w interakcje z ludzką skórą i wydaje się śliska. Ponadto ma wysoką odporność na ścieranie (więcej niż stal) i niski współczynnik tarcia.
Właściwości polietylenu o wysokiej masie cząsteczkowej
Jak już wspomniano, główną cechą tegopolimer o dużej masie cząsteczkowej to długie łańcuchy cząsteczkowe. Ponadto są zorientowane w tym samym kierunku. Niemal równolegle do siebie. To tłumaczy siłę materiału.
Pomimo faktu, że polietylen o wysokiej masie cząsteczkowejtworzy długie łańcuchy, połączenie pomiędzy poszczególnymi cząsteczkami jest słabe. Liczba ta jest o rząd wielkości niższa niż nie mniej trwałego materiału Kevlaru. Ta cecha sprawia, że polimer nie jest odporny na ciepło - topi się w temperaturze 144 stopni Celsjusza.
W skład tego polietylenu nie ma estrów,aminy lub grupy hydroksylowe, które sprawiają, że materiały są podatne na reaktywne i ciężkie media. Z tego powodu substancja nie podlega działaniu wody, wilgoci, agresywnych odczynników, mikroorganizmów i promieni UV.
Główne metody przetwarzania
Wymagania, pod którymiwytwarzany jest polietylen o wysokiej masie cząsteczkowej, GOST 16338-85 zawiera. Zgodnie z nimi, synteza materiału jest przeprowadzane wpływem katalizatorów metalocenowych monomeru - etylen. Następujące główne rodzaje przetwarzania są wykorzystywane do bezpośredniej produkcji produktów:
- Przędzenie żelu. Surowiec jest mieszany z rozpuszczalnikiem. Powstała masa jest przepuszczana przez otwory w wodzie. Powstałe włókna są wypalane w piecach z równoczesnym ciągnięciem i usuwaniem rozpuszczalnika.
- Gorące prasowanie i spiekanie. Sproszkowana masa jest ściskana przez dużą siłę, dzięki czemu uzyskuje się jednorodny materiał. Następnie poddaje się obróbce cieplnej - spiekanie w temperaturze 150-200 stopni.
- Ekstruzja tłoków. Surowiec topi się do jednolitej, podobnej do gumy masy, a następnie przeciskany przez specjalne dysze.
Najczęściej stosowano wirowanie żelowe. W końcu jest to sposób na uzyskanie wysokocząsteczkowych włókien polietylenowych, które mają dużą wytrzymałość.
Wykorzystanie w przemyśle wojskowym
Włókna do produkcji których się używapolimer o wysokiej masie cząsteczkowej, są szeroko stosowane do tworzenia osobistego wyposażenia ochronnego, w szczególności kamizelek kuloodpornych. Dzięki takim właściwościom nici, jak niska gęstość właściwa i wysoka granica plastyczności warunku (stosunek tych parametrów jest 7-8 razy wyższy niż stali), zbroja jest łatwa i odporna na pociski, gruz i inne elementy uszkadzające.
Pancerz jest wykonany z wyprodukowanych arkuszypoprzez nakładanie włókien na siebie pod różnymi kątami. Dzięki takiej technologii pojawiają wieloosiowej tkaniny - specjalny rodzaj szklanych żeber, które znoszą naprężenia w dowolnym kierunku. Używany do ochrony tułowia, kończyny z polietylenu o wysokiej masie cząsteczkowej. Właściwości tkaniny wieloosiowej pozwalają na ochronę i opancerzenie pojazdów, a także wykorzystanie włókien do tworzenia rękawic odpornych na przecięcia.
Zastosowanie w medycynie
W medycynie, polietylen o wysokiej masie cząsteczkowejStosuje się go głównie do tworzenia implantów stawu biodrowego i kręgosłupa, stawów kolanowych. Po raz pierwszy użyto go w podobnym celu w odległym 1962 roku. I od tego czasu zaczął dominować.
Szeroko stosowany i modyfikowany materiał -siatkowy lub usieciowany polimer. Otrzymuje się go z włókien polietylenowych o wysokiej masie cząsteczkowej obstrelivaniya promieniami gamma lub elektronami, które są usieciowane siebie przędzy. Następnie jest wystawiony na działanie ciepła, co zmniejsza jego zdolność do redukcji oksydacji.
Wykorzystywane są również włókna oparte na tym surowcuszycie. Liderem w produkcji tego produktu jest firma DSM, która zaopatruje rynek medyczny w nici szwalnicze o nazwie Dyneema Purity.
Używaj w przemyśle
Znaleziono największe zastosowanie w branżyArkusz polietylenowy o dużej masie cząsteczkowej, który jest dostarczany do grubości płyty rynku produkcji 2 cm. W oparciu o profile z tworzywa sztucznego wytwarzane okno prestiżowych klasy, konfiguracja PVC płytowe o wysokim PVC.
W inżynierii mechanicznej do produkcji uszczelnieńpierścienie łożyska, tworzenie części pracujących w oleju hydraulicznego lub medium, i systemach pneumatycznych z wysokiego ciśnienia roboczego, najczęściej stosuje się polietylen o wysokiej masie cząsteczkowej 1000 - jeden z głównych związków polimerycznych.
