Полиетилен с високо молекулно тегло: описание, свойства, приложения

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-17 10:19

Всеки ден в сферата на човешката дейност се въвеждат нови материали, получени по изкуствен начин. Един от тях е полиетиленът с високо молекулно тегло, който се превърна в търговски продукт от 50-те години на миналия век, но едва сега набира истинска популярност.

Описание

Полиетиленът с високо молекулно тегло е вид термопластичен полимеризиран етилен. Основната му характеристика са много дълги молекулярни вериги. Те се възприемат по-добре и предават натоварвания, като ги "компенсират" с междумолекулни взаимодействия.

Външният вид на материала не се различава от другите видове пластмаса. Той е без мирис, без вкус, нетоксичен. Може да му се придаде всеки цвят чрез въвеждането на цветове. В същото време той има набор от свойства, които го отличават от другите полимери.

Полиетиленът с високо молекулно тегло е здрав материал с голяма якост на удар. Той е в състояние да издържизначителни напрежения. Не абсорбира влагата, поради което не взаимодейства с човешката кожа и се чувства хлъзгав. В допълнение, той има висока устойчивост на абразия (повече от стоманата) и нисък коефициент на триене.

Свойства на полиетилен с високо молекулно тегло

Както вече беше отбелязано, основната характеристика на този полимер с високо молекулно тегло са дългите молекулярни вериги. Освен това те са ориентирани в една и съща посока. Те са разположени почти успоредно един на друг. Това обяснява здравината на материала.

Въпреки факта, че полиетиленът с високо молекулно тегло образува дълги вериги, връзката между отделните молекули е слаба. Тази цифра е с порядък по-ниска от тази на кевлар, който е не по-малко издръжлив материал. Тази характеристика прави полимера неустойчив на топлина - той се топи при температура от 144 градуса по Целзий.

Този полиетилен не съдържа естери, амини или хидроксилни групи, които правят материалите податливи на реактивни и тежки среди. Благодарение на това веществото не е подложено на вода, влага, агресивни реагенти, микроорганизми и UV лъчи.

Основни методи за рециклиране

Изискванията, според които трябва да се произвежда полиетилен с високо молекулно тегло, съдържа GOST 16338-85. Според тях синтезът на материала се осъществява чрез действието на металоценови катализатори върху мономера – етилен. За директното производство на продукти се използват следните основни видове обработка:

1. Въртене на гел. Суров материалсмесен с разтворител. Получената маса се изтласква през дупките във водата. Получените нишки се изпичат в пещи, докато ги изтеглят и отстраняват разтворителя.
2. Горещо пресоване и синтероване. Прахообразната маса се компресира с голяма сила, като по този начин се получава хомогенен материал. След това се подлага на топлинна обработка - синтероване при температура 150-200 градуса.
3. Екструдиране на бутало. Суровината се разтопява до хомогенна, подобна на каучук маса и след това се изстисква през специални дюзи.

Геловъртенето е най-разпространеното. В крайна сметка, именно по този начин се получават високомолекулни полиетиленови влакна с голяма здравина.

Военна употреба

Влакната, за производството на които се използва полимер с високо молекулно тегло, се използват широко за създаване на лични предпазни средства, по-специално бронежилетки. Поради такива свойства на нишките като ниско специфично тегло и висока якост на провлачване (съотношението на тези показатели е 7-8 пъти по-високо от това на стоманата), бронята е лека и устойчива на куршуми, шрапнели и други повреждащи елементи.

Бронежилетките са направени от листове, получени чрез нанасяне на влакна един върху друг под различни ъгли. Благодарение на тази технология се появяват многоосни тъкани - специален вид стъкловидни тъкани, които издържат натоварвания във всяка посока. Полиетиленът с високо молекулно тегло се използва за защита на торса, крайниците. Имотимногоосовите тъкани позволяват защитата на бронирани превозни средства, както и използването на влакна за създаване на устойчиви на рязане ръкавици.

Медицински приложения

В медицината полиетиленът с високо молекулно тегло се използва главно за създаване на импланти за тазобедрената става и гръбначния стълб, коленните стави. За първи път е използван за тази цел през 1962 г. И оттогава започна да доминира.

Широко използван и модифициран материал - мрежа или омрежен полимер. Получава се чрез обвиване на влакната от полиетилен с високо молекулно тегло с гама кванти или електрони, които зашиват нишките заедно. След това се излага на топлина, което намалява редокс-способността му.

Влакна на базата на тази суровина също се използват за зашиване. Лидерът в производството на тези продукти е DSM, който доставя на медицинския пазар конци за конци, наречени Dyneema Purity.

Индустриална употреба

Полиетиленовата ламарина с високо молекулно тегло, която се доставя на производствения пазар в плоски заготовки с дебелина 2 см, намира най-голямо приложение в индустрията. Пластмасови прозорци, PVC панели и PVC профили от клас Prestige с различни конфигурации са направени на негова основа.

В машиностроенето за производство на уплътнителни пръстени, лагери, създаване на части, работещи в хидравлична или маслена среда исъщо в пневматични инсталации с високо работно налягане най-често се използва високомолекулен полиетилен 1000 - един от основните видове полимер.