Polietilen visoke molekulske mase: opis, lastnosti, aplikacije

2024 Avtor: Howard Calhoun | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 10:40

Vsak dan se novi materiali, pridobljeni z umetnimi sredstvi, uvajajo v sfero človeške dejavnosti. Eden od teh je polietilen z visoko molekulsko maso, ki je postal komercialni izdelek že od petdesetih let prejšnjega stoletja, vendar šele zdaj pridobiva pravo priljubljenost.

Opis

Polietilen z visoko molekulsko maso je vrsta termoplastičnega polimeriziranega etilena. Njegova glavna značilnost so zelo dolge molekularne verige. Bolje jih zaznavajo in prenašajo obremenitve ter jih "kompenzirajo" z medmolekularnimi interakcijami.

Izgled materiala se ne razlikuje od drugih vrst plastike. Je brez vonja, okusa, nestrupena. Z uvedbo barv mu lahko damo katero koli barvo. Hkrati ima niz lastnosti, ki ga ločijo od drugih polimerov.

Polietilen z visoko molekulsko maso je trden material z veliko udarno trdnostjo. On je sposoben vzdržatipomembni stresi. Ne vpija vlage, zato ne vpliva na človeško kožo in je spolzka. Poleg tega ima visoko odpornost proti obrabi (več kot jeklo) in nizek koeficient trenja.

Lastnosti polietilena z visoko molekulsko maso

Kot smo že omenili, so glavna značilnost tega polimera z visoko molekulsko maso dolge molekularne verige. Poleg tega so usmerjeni v isto smer. Nahajajo se skoraj vzporedno drug z drugim. To pojasnjuje trdnost materiala.

Kljub temu, da polietilen z visoko molekulsko maso tvori dolge verige, je vez med posameznimi molekulami šibka. Ta številka je za red nižja od tiste iz kevlarja, ki ni nič manj trpežen material. Zaradi te lastnosti polimer ni toplotno odporen - topi se pri temperaturi 144 stopinj Celzija.

Ta polietilen ne vsebuje estrov, aminov ali hidroksilnih skupin, zaradi katerih so materiali občutljivi na reaktivna in težka okolja. Zahvaljujoč temu snov ni izpostavljena vodi, vlagi, agresivnim reagentom, mikroorganizmom in UV-žarkom.

Glavne metode recikliranja

Zahteve, po katerih je treba proizvajati polietilen z visoko molekulsko maso, vsebuje GOST 16338-85. Po njihovem mnenju se sinteza materiala izvaja z delovanjem metalocenskih katalizatorjev na monomer - etilen. Za neposredno proizvodnjo izdelkov se uporabljajo naslednje glavne vrste predelave:

1. Gel vrtenje. Surovinapomešano s topilom. Nastalo maso potisnemo skozi luknje v vodo. Nastale filamente žgamo v pečeh, medtem ko jih izvlečemo in odstranimo topilo.
2. Vroče stiskanje in sintranje. Praškasto maso stisnemo z veliko silo in tako dobimo homogen material. Nato se podvrže toplotni obdelavi - sintranju pri temperaturi 150-200 stopinj.
3. Iztiskanje bata. Surovino stopimo do homogene, gumi podobne mase, nato pa iztisnemo skozi posebne šobe.

Gel predenje je najbolj razširjeno. Navsezadnje se na ta način pridobijo visokomolekularna polietilenska vlakna z veliko trdnostjo.

vojaška uporaba

Vlakna, za proizvodnjo katerih se uporablja polimer z visoko molekulsko maso, se pogosto uporabljajo za izdelavo osebne zaščitne opreme, zlasti neprebojnih jopičev. Zaradi lastnosti niti, kot so nizka specifična teža in visoka trdnost tečenja (razmerje teh kazalnikov je 7-8 krat večje od jekla), je oklep lahek in odporen na naboje, šrapnele in druge poškodljive elemente.

Telesni jopiči so narejeni iz listov, pridobljenih z nanosom vlaken drug na drugega pod različnimi koti. Zahvaljujoč tej tehnologiji se pojavijo večosne tkanine - posebna vrsta steklastega tkiva, ki prenaša obremenitve v kateri koli smeri. Polietilen z visoko molekulsko maso se uporablja za zaščito trupa, okončin. LastnostiVečosne tkanine omogočajo zaščito oklepnih vozil, pa tudi uporabo vlaken za izdelavo rokavic, odpornih na ureznine.

Medicinske aplikacije

V medicini se polietilen z visoko molekulsko maso uporablja predvsem za izdelavo vsadkov za kolčni sklep in hrbtenico, kolenske sklepe. V ta namen je bil prvič uporabljen že leta 1962. In od takrat je začel prevladovati.

Široko uporabljen in modificiran material - mreža ali zamreženi polimer. Pridobiva se z lupljenjem vlaken polietilena z visoko molekulsko maso z gama kvanti ali elektroni, ki šivajo niti. Po tem je izpostavljen toploti, kar zmanjša njegovo redoks sposobnost.

Vlakna na osnovi te surovine se uporabljajo tudi za šivanje. Vodilni v proizvodnji teh izdelkov je DSM, ki oskrbuje medicinski trg s šivalnimi nitmi, imenovanimi Dyneema Purity.

Industrijska uporaba

Visokomolekularna polietilenska plošča, ki se na proizvodni trg dobavlja v ploščatih gredicah debeline 2 cm, je našla največjo uporabo v industriji Plastična okna razreda Prestige, PVC plošče in PVC profili različnih konfiguracij so narejeni na njegovi podlagi.

V strojništvu za proizvodnjo tesnilnih obročev, ležajev, izdelavo delov, ki delujejo v hidravličnem ali oljnem okolju intudi v pnevmatskih inštalacijah z visokim obratovalnim tlakom se najpogosteje uporablja visokomolekularni polietilen 1000 - ena izmed glavnih vrst polimera.