Numele englezesc pentru polietilena cu greutate moleculară ultra-înaltă este „polietilenă cu greutate moleculară ultra mare”. Acesta este cel mai superior tip de polietilenă disponibil și poate fi aplicat în medii de lucru dure și în diferite scopuri. Are o aplicabilitate foarte bună în multe condiții dificile de aplicare.
Greutatea moleculară ultra-înaltă este o caracteristică distinctivă a acestui polimer, cu o greutate moleculară cuprinsă între 3 și 6 milioane, în timp ce rășina de polietilenă de înaltă densitate are doar 300, 000 la 500, 000. Această diferență asigură că polietilena cu greutate moleculară ultra-înaltă are o rezistență suficientă pentru a obține rezistența la uzură și rezistența la impact pe care alte produse polimerice inferioare nu le pot deține. Greutatea moleculară ultra-înaltă a polietilenei moleculare ultra-înalte înseamnă că nu se topește și curge ca un lichid și, astfel, metoda de procesare este derivată din tehnologia metalelor pulbere. Tehnicile tradiționale de prelucrare a plasticului, cum ar fi modelarea prin injecție, modelarea și termosetarea prin suflare, nu pot fi aplicate la polietilenă cu greutate moleculară ultra-înaltă. Turnarea la extrudare este cea mai frecventă tehnică de procesare aplicată acestui tip de rășină, iar produsele produse în acest fel au o duritate mai mare.
Introducere caracteristică
Greutatea moleculară extrem de mare a UHMWPE o înzestrează cu performanțe excelente în utilizare. Mai mult, este un plastic de inginerie termoplastică, cu preț moderat și performanță superioară. Aproape combină avantajele diferitelor materiale plastice. Are proprietăți cuprinzătoare, cum ar fi rezistența la uzură, rezistența la impact, auto-lubricarea, rezistența la coroziune, absorbția energetică prin impact, rezistența la temperatură scăzută, igienă și non-toxicitate, non-lipire, absorbție non-apă și densitate scăzută, care sunt incomparabile cu polietilenul obișnuit și alte materiale de materiale inginerie. De fapt, în prezent, nu există un material polimeric care să dețină atât de multe proprietăți excelente.
Rezistența la uzură
Rezistența la uzură a UHMWPE se află pe primul loc printre materiale plastice și o depășește pe cea a anumitor metale. Figura 1 arată compararea rezistenței la uzură între UHMWPE și alte materiale. După cum se poate observa din figura 1, în comparație cu alte materiale plastice de inginerie, indicele de abraziune al mortarului UHMWPE este doar 1\/5 din cel al PA66 și 1\/10 din cel al HEPE și PVC. Comparativ cu metalele, este 1\/7 din oțel carbon și 1\/27 de alamă. O astfel de rezistență ridicată la uzură face dificilă testarea gradului de rezistență la uzură prin metoda generală de testare a uzurii din plastic. Prin urmare, a fost special conceput un dispozitiv de testare a uzurii. Rezistența la uzură a UHMWPE este direct proporțională cu greutatea sa moleculară. Cu cât greutatea moleculară este mai mare, cu atât rezistența la uzură este mai bună.
Rezistență la impact
Puterea de impact a UHMWPE se situează printre top în toate materialele plastice de inginerie. Figura 2 arată compararea puterii de impact a UHMWPE cu alte materiale plastice de inginerie. Din figura 2 se poate observa că rezistența la impact a UHMWPE este de aproximativ două ori mai mare decât a PC-ului rezistent la impact, de cinci ori mai mare decât ABS, și de mai mult de zece ori mai mare decât POM și PBTP. Rezistența sa la impact este atât de mare încât este dificil să se spargă și să eșueze prin utilizarea metodelor de testare a impactului obișnuit. Rezistența sa la impact crește odată cu creșterea greutății moleculare, atinge valoarea maximă atunci când greutatea moleculară este de 1,5 milioane, iar apoi scade treptat pe măsură ce greutatea moleculară continuă să crească. Este demn de remarcat faptul că poate menține o rezistență excelentă a impactului chiar și în azot lichid (-195 grad), o proprietate pe care alte materiale plastice nu o au. În plus, duritatea suprafeței sale este mai mare după impactul repetat.
Proprietate auto-lubrifiantă
UHMWPE are un coeficient de frecare extrem de scăzut ({{0}}. 05 până la 0,11), astfel are proprietăți excelente de auto-lubrifiere. Tabelul 1 prezintă o comparație a coeficienților de frecare între UHMWPE și alte materiale plastice de inginerie. După cum se poate observa din tabelul 1, coeficientul de frecare cinetică a UHMWPE în condiții de lubrifiant cu apă este jumătate din cea a PA66 și POM, iar în condiții nelimitate, este al doilea doar pentru politetrafluoroetilen (PTFE), care are cea mai bună proprietate auto-lichidând între materialele plastice. Când funcționează sub formă de alunecare sau rotativă, lubrifiarea sa este chiar mai bună decât cea a oțelului și a alamă după ce a fost lubrifiată cu ulei. Prin urmare, în domeniul tribologiei, UHMWPE este salutat ca un material de frecare cu un raport de cost\/performanță extrem de ideal.
Rezistență chimică
UHMWPE are o rezistență chimică excelentă. Cu excepția soluțiilor de acid oxidant puternic, acesta poate rezista la diverse medii corozive (acizi, alcalini, săruri) și medii organice (cu excepția solvenților de ceai) într -un anumit interval de temperatură și concentrație. Acesta a fost cufundat în 80 de tipuri de solvenți ecologici la 20 de grade și 80 de grade timp de 30 de zile. Nu au existat fenomene anormale la suprafață, iar alte proprietăți fizice au rămas aproape neschimbate.
Absorbția energiei de impact
UHMWPE are proprietăți excelente de absorbție a energiei de impact, cu cea mai mare valoare de absorbție a energiei de impact în rândul tuturor materialelor plastice. Prin urmare, are o performanță foarte bună de amortizare a zgomotului și un efect excelent de reducere a zgomotului.
Rezistență la temperatură scăzută
UHMWPE are o rezistență excelentă la temperatură scăzută și rămâne ductilă la temperatura de heliu lichid (-269 grad), astfel poate fi utilizat ca o componentă rezistentă la temperaturi scăzute în industria nucleară.
Igienic și non-toxic
UHMWPE este igienic și non-toxic și poate fi utilizat în contact cu alimentele și medicamentele.
Non-lipire
Capacitatea de adsorbție de suprafață a UHMWPE este foarte slabă, iar capacitatea sa anti-lipire este pe locul doi doar la PTFE, care are cea mai bună proprietate antiaderentă în rândul materialelor plastice. Prin urmare, suprafața produsului nu este ușor de respectat la alte materiale.
Absorbție scăzută a apei
Rata de absorbție a apei UHMWPE este foarte mică. În general, este mai mic decât 0. 01%, doar 1% din PA66, astfel încât tratamentul de uscare nu este necesar în general înainte de prelucrarea modelării.
Densitate
Densitatea UHMWPE este relativ scăzută în comparație cu alte materiale plastice inginerești.
Rezistență la tracțiune
Datorită caracteristicilor structurale necesare pentru orientarea la tracțiune a UHMWPE, are o rezistență de tracțiune ultra-înaltă. Prin urmare, fibrele cu modul elastic ultra-înalt și rezistență pot fi obținute prin filarea gelului, cu o rezistență la tracțiune de până la 3 până la 3,5GPA și modul elastic de tracțiune până la 100 până la 125GPA. Rezistența specifică a fibrei este cea mai mare dintre toate fibrele comercializate până în prezent, fiind de patru ori mai mare decât cea a fibrei de carbon, de zece ori mai mare decât cea a sârmei de oțel și cu 50% mai mare decât cea a fibrei aramide.
