Vysokomolekulární polyethylen: popis, vlastnosti, aplikace

S každým dnem se do oblasti lidské činnosti zavádějí nové materiály získané umělými prostředky. Jedním z nich je polyethylen s vysokou molekulovou hmotností, který je již s 50-tých let minulého století se stal komerčním produktem, ale získává skutečnou popularitu až do současnosti.

Popis

Vysokomolekulární polyethylen je jednou z odrůd termoplastického polymerizovaného ethylenu. Jeho hlavním rysem jsou velmi dlouhé molekulové řetězce. Jsou lépe vnímány a přenášejí zatížení, "kompenzují" jejich intermolekulární interakce.

Vzhled materiálu se neliší od jiných druhů plastu. Nemá vůně, chuť, žádné toxické vlastnosti. Může být použita jakákoli barva tím, že představí barvy. Současně má řadu vlastností, které ji výhodně izolují před ostatními polymery.

Polyethylen s vysokou molekulovou hmotností je tvrdý materiál s vysokou rázovou houževnatostí. Je schopen vydržet významné napětí. Neabsorbuje vlhkost, protože neovlivňuje lidskou pokožku a zdá se, že je kluzký. Kromě toho má vysokou odolnost proti otěru (více než ocel) a nízký koeficient tření.

Vlastnosti polyethylenu s vysokou molekulovou hmotností

Jak již bylo uvedeno, hlavním rysem tohoto vysokomolekulárního polymeru jsou dlouhé molekulové řetězce. Navíc jsou orientovány stejným směrem. Téměř rovnoběžně. To vysvětluje sílu materiálu.

Přestože polyethylen s vysokou molekulovou hmotností tvoří dlouhé řetězce, vazba mezi jednotlivými molekulami je slabá. Toto číslo je o řádu nižší než u Kevlarova ne méně odolného materiálu. Tato vlastnost způsobuje, že polymer není tepelně odolný - roztaví se při teplotě 144 stupňů Celsia.

V tomto polyethylenu kompozice požádal estery, aminy nebo hydroxylové skupiny, které je činí materiály citlivé na chemicky aktivní a náročných prostředích. Vzhledem k této látky není předmětem voda, vlhkost, agresivní látky, mikroorganismy a ultrafialové paprsky.

Hlavní metody zpracování

Požadavky, podle kterých musí být vyroben polyethylen s vysokou molekulovou hmotností, obsahují GOST 16338-85. Podle nich se syntéza materiálu provádí působením metalocenových katalyzátorů na monomer-ethylen. Pro přímou výrobu produktů se používají tyto hlavní typy zpracování:

1. Spřádání gelů. Surovina se smísí s rozpouštědlem. Výsledná hmota se vyvine přes díry ve vodě. Vytvářené filamenty jsou vypalovány v pecích se současným tažením a odstraněním rozpouštědla.
2. Hotové lisování a slinování. Prášková hmota se stlačí velkou silou, čímž se získá homogenní materiál. Pak se podrobí tepelnému zpracování - slinování při teplotě 150-200 stupňů.
3. Pružné vytlačování. Surová hmota se roztaví na homogenní hmotu podobnou kaučuku a pak se vytlačí přes speciální trysky.

Nejběžnější bylo gelové odstředění. Koneckonců, toto je způsob, jak získat vysokomolekulární polyetylénová vlákna, která mají vysokou pevnost.

Použití ve vojenském průmyslu

Vlákna, pro jejichž výrobu se používá vysokomolekulární polymer, jsou široce používány k vytváření osobních ochranných prostředků, zejména proti neprůstřelným vestám. Vzhledem k těmto vlastnostem nití, nízké měrné hmotnosti a vysoké podmíněnosti mez kluzu (Poměr těchto indexů je 7-8 krát vyšší než u oceli) pancíře získaného světla a odolnost proti střelám, střepinami a jiné škodlivé prvky.

Neprůstřelné vesty jsou vyrobeny z pásů získaných vzájemným působením vláken v různých úhlech. Díky této technologii se objevují multiaxiální tkaniny - speciální druh skelných tkanin, které trvale přenášejí napětí v libovolném směru. Používá se k ochraně trupu, končetiny polyethylenu s vysokou molekulovou hmotností. Vlastnosti multiaxiální tkaniny umožňují chránit a obrnit vozidla, stejně jako použití vláken k vytváření rukavic, které jsou odolné proti řezům.

Použití v medicíně

V medicíně se polyethylen s vysokou molekulovou hmotností používá hlavně k vytvoření implantátů pro kyčelní kloub a páteř, kolenní klouby. Poprvé byla ve vzdáleném roce 1962 použita s podobným účelem. A od té doby začal ovládat.

Široce použitý a upravený materiál - síťovaný nebo zesítěný polymer. Získává se hořením vysokomolekulárních polyethylenových vláken s gama zářením nebo elektrony, které navzájem propojují vlákna. Poté je vystaven tepelným účinkům, což snižuje jeho schopnost redukce oxidace.

Vlákna na bázi této suroviny se také používají pro šití. Vedoucím výrobcem tohoto produktu je společnost DSM, která dodává zdravotnický trh se šicími vlákny s názvem Dyneema Purity.

Použití v průmyslu

Nejvíce široce používají v průmyslu našli polyethylen s vysokou molekulovou list, který je dodáván na trhu výroby tloušťky bramy 2 cm. Na základě vyráběné plastové okno prestižní třídy, PVC konfigurace panelu a vysoké PVC profilů.

Ve strojírenství pro výrobu těsnicích kroužků, ložisek, tvorba dílů, pracujících v hydraulického oleje nebo médium, a v pneumatických systémech s vysokým provozním tlakem, nejčastěji používá vysokomolekulární polyethylen 1000 - jeden z hlavních druhů polymeru.