Uhmwpe, împreună cu fibra de carbon și Aramid, este cunoscut în mod colectiv drept „cele trei fibre majore de înaltă tehnologie din lume”.Fibră de polietilenă cu greutate moleculară ultra-înaltăeste cea mai puternică și mai rezistentă fibră din lume. În prezent, este fibra cu cea mai mare rezistență specifică și performanță rezistentă la gloanțe în rândul materialelor din fibre industrializate. Deține numeroase proprietăți remarcabile, cum ar fi rezistența ultra-înaltă, modulul ultra-înalt, densitatea scăzută, rezistența la uzură, rezistența la temperatură scăzută, rezistența UV, rezistența la ecranare, flexibilitatea bună, absorbția energetică cu impact ridicat și rezistența la acizi puternici, alcalinul puternic și coroziunea chimică. În saloanele obișnuite, este „la fel de subțire ca hârtia și la fel de tare ca oțelul”, cu o rezistență de 15 ori mai mare decât cea a oțelului. Având în vedere caracteristicile sale de greutate ușoară, rezistență ridicată și absorbție de energie specifică ridicată,
Caracteristici de performanță
1.. Proprietăți mecanice excelente: sub aceeași densitate liniară, rezistența la tracțiune a fibrelor de polietilenă cu greutate moleculară ultra-înaltă este de 15 ori mai mare decât cea a frânghiilor de sârmă de oțel. Este cu 40% mai mare decât Aramid, care este, de asemenea, una dintre cele trei fibre majore de înaltă tehnologie din lume și de 10 ori mai mare decât fibrele de oțel de înaltă calitate și fibrele chimice obișnuite. În comparație cu oțelul, sticlă E, nylon, polienamină, fibră de carbon și fibre de bor, rezistența și modulul său sunt mai mari decât cele ale acestor fibre și are cea mai mare rezistență între materialele din aceeași masă.
2. Rezistență excelentă la impact: fibrele de polietilenă cu greutate moleculară ultra-înaltă au o rezistență excelentă la impact. Capacitatea lor de a absorbi energia și de a rezista impactul în timpul deformării și modelarea este mai mare decât cea a fibrelor Aramid și a fibrelor de carbon, care sunt, de asemenea, printre „cele trei fibre majore de înaltă tehnologie”. Comparativ cu poliamida, poliamida aromatică, fibra de sticlă E, fibra de carbon și aramida, fibra de polietilenă cu greutate moleculară ultra-înaltă are o absorbție totală mai mare a energiei prin impact.
3. Rezistență excelentă la uzură: Atunci când se compară coeficienții de frecare a fibrelor de polietilenă cu greutate moleculară ultra-înaltă cu cele din fibra de carbon și materiale plastice armate din fibră de aramidă, rezistența la uzură și oboseala de îndoire a fibrelor de polietilen cu greutate moleculară ultra-înaltă sunt din fibre de fibre de carbon și aramidă. Deci, rezistența la uzură este mai bună decât cea a altor fibre de înaltă performanță. De asemenea, datorită rezistenței sale excelente de uzură și a rezistenței sale de îndoire, performanța sa de procesare este relativ superioară și este ușor de făcut în alte materiale compozite și țesături.
4. Rezistență chimică: Structura chimică a fibrelor de polietilenă cu greutate moleculară ultra-înaltă este relativ simplă, iar proprietățile lor chimice sunt relativ stabile. Majoritatea substanțelor chimice nu sunt ușor de corodat. Doar câteva soluții organice le pot umfla ușor, iar pierderea proprietăților lor mecanice este mai mică de 10%. Au fost comparate ratele de retenție de rezistență ale fibrelor de polietilenă cu greutate moleculară ultra-înaltă și fibre aramide în diferite medii chimice. Rezistența la coroziune a fibrelor de polietilenă cu greutate moleculară ultra-înaltă este semnificativ mai mare decât cea a fibrelor Aramid. Proprietățile și structura sa sunt deosebit de stabile în acizi, alcalini și săruri, dar rezistența sa este ușor pierdută în soluția de hipoclorit de sodiu.
5. Rezistență optică excelentă: Datorită structurii chimice stabile a fibrelor de polietilenă cu greutate moleculară ultra-înaltă, rezistența lor la lumină este, de asemenea, cea mai superioară dintre fibrele de înaltă tehnologie. Fibrele Aramid nu sunt rezistente la razele ultraviolete și trebuie utilizate numai atunci când este evitată lumina directă a soarelui. Atunci când se compară fibre de polietilenă cu greutate moleculară ultra-înaltă cu nylon, modul ridicat și modul de arilamide cu modul scăzut, rata de retenție de rezistență a fibrelor de polietilen cu greutate moleculară ultra-înaltă este semnificativ mai mare decât cea a altor fibre.
6. Alte proprietăți: Fibrele de polietilenă cu greutate moleculară ultra-înaltă au, de asemenea, proprietăți hidrofobe excelente, rezistență la apă și umiditate, performanță de izolare electrică și o viață de flexie relativ lungă. Are o rezistență remarcabilă la apă și o rezistență la temperatură scăzută, cu o gravitate specifică relativ scăzută. Este singura fibră de înaltă tehnologie care poate pluti pe apă și este, de asemenea, un material relativ ideal la temperatură scăzută.
Dezavantaj: punct de topire relativ scăzut. În timpul procesării acesteia, temperatura nu trebuie să depășească 130 de grade; În caz contrar, din cauza forțelor intermoleculare slabe dintre fibrele de polietilenă cu greutate moleculară ultra-înaltă, va apărea fluier, scurtarea duratei de viață a serviciului. Nu există grupuri de vopsire pe fibre de polietilenă cu greutate moleculară ultra-înaltă, ceea ce face ca umectabilitatea lor săraci. Coloranții au dificultăți în penetrarea în interiorul fibrelor, ceea ce duce la o vopsire slabă. Aceste dezavantaje au afectat sfera de aplicare a câmpurilor lor de aplicare.
Câmp de aplicație
1. Câmpul de apărare: Datorită rezistenței excelente de impact și a absorbției ridicate a energiei specifice a acestei fibre, poate fi transformată în materiale de îmbrăcăminte de protecție, căști, materiale rezistente la gloanțe în armată, cum ar fi plăci de armură pentru elicoptere, tancuri și nave, copertine exterioare de protecție pentru radare, copertine, printre acestea, aplicarea vestelor de bulet cel mai remarcabil. Profitând de constanta sa dielectrică scăzută, pierderea dielectrică scăzută și transmiterea mare a sonarului, este aplicată în carburarea antenei, capacele de rachete, huse pentru locuințe de protecție radar și alte aspecte. Are avantajul de a fi ușor, iar efectul său rezistent la glonț este mai bun decât cel al Aramidului. Acum a devenit principala fibră care ocupă piața de veste rezistente la gloanțe din Statele Unite. În plus, valoarea de încărcare a impactului specific U\/P a compozitelor din fibră de polietilenă cu greutate moleculară ultra-înaltă este de zece ori mai mare decât mai mult de două ori mai mare decât din fibra de sticlă și aramidă. Căștile rezistente la gloanțe și revolte realizate din acest material compozit din rășină consolidată în fibră au devenit înlocuitori pentru căștile de oțel și căștile din material compozit armat aramid. Din perspectivă internațională, 70% din fibrele UHMWPE sunt utilizate în câmpuri militare, cum ar fi veste rezistente la gloanțe, căști rezistente la gloanțe, armuri antiglonț pentru instalații și echipamente militare și aerospațial. Cu toate acestea, în prezent, proporția de fibre UHMWPE utilizate în aplicațiile militare din China este încă foarte scăzută. În viitor, se preconizează că aplicarea fibrelor UHMWPE militare de înaltă calitate va crește rapid.
2. Câmpul aviației: în inginerie aerospațială, datorită greutății ușoare, rezistenței ridicate și rezistenței la impact bun a acestui material compozit din fibră, este potrivit pentru structurile de aripi ale diferitelor aeronave, structuri de nave spațiale și aeronave de butoire, etc. Această fibră poate fi folosită și ca o parașă de decelerare pentru aterizarea cu oțelul de transport și a unei siletice pentru a suspenda obiecte grele pe aer, înlocuind oțelul de oțel și pentru a fi un silet pentru a suspenda obiecte grele pe aer frânghii. Viteza de dezvoltare este extrem de rapidă.
3. Câmp industrial: În industrie, această fibră și materialele sale compuse pot fi utilizate ca containere rezistente la presiune, curele transportoare, materiale de filtrare, plăci tampon pentru automobile, etc. În ceea ce privește construcția, acesta poate fi utilizat ca perete, structură de partiție, etc. Când este utilizat ca un material compus de ciment de întărire, poate îmbunătăți rezistența la ciment și îmbunătățirea rezistenței la impact a impactului. Datorită rezistenței sale excelente de uzură și a rezistenței la impact, este utilizată pe scară largă în industria de fabricație mecanică și poate fi utilizată pentru a face diverse piese mecanice, cum ar fi angrenaje, came, role, role, scripete, rulmenți, cochilii, mâneci de arbore, arbori prelucrați, garnituri, garnituri de etanșare, cupluri elastice și șuruburi.
Polietilena ultra-înaltă cu greutate moleculară poate fi utilizată pentru a face garniturile de găleți, silozuri și șuvițe pentru depozitarea cărbunelui, var, ciment, pulbere minerală, sare, cereale și alte materiale pudrate. Acest lucru se datorează faptului că are proprietăți excelente auto-lubrifiante și antiaderente, ceea ce poate împiedica materialele pudră menționate mai sus să adere la instalații de depozitare și transport, asigurând stabilitatea și fiabilitatea.
Polietilena cu greutate moleculară ultra-înaltă este utilizată pentru conductele de sponsorizare a lichidelor, cum ar fi Quicksand. În comparație cu alte conducte, performanța sa remarcabilă este următoarea: în comparație cu conductele de bambus, durata de viață a serviciului său este crescută de 18 ori, iar rata dobânzii este redusă la 1\/25; În comparație cu conductele de nylon, durata de viață a serviciului său este crescută de 3 ori, iar rata dobânzii este redusă la 1\/8. La subscriere, bariera din conductă este cu 25% mai mică decât cea a conductelor non-metalice, ceea ce crește considerabil frecvența de subscriere.
În zone precum Chutes, găleți și căptușelile interioare ale compartimentelor de minereu, atunci când va avea loc vremea rece și umedă, articolele vor dezgheta pe suprafețele non-metalice, dar acest lucru nu se va întâmpla niciodată cu utilizarea plăcilor de polietilenă moleculară mare, reducând astfel semnificativ costurile de descărcare. După ce a căptușit un strat de foi de polietilenă moleculară mare pe scurgerea de dump de camioane și nave în vrac, timpul de descărcare uniform a fost redus de la 16 la 20 de ore original la 8 ore.
4. Câmpul civil
Aplicațiile din frânghii și cabluri: frânghii, cabluri, pânze și echipamente de pescuit realizate din această fibră sunt potrivite pentru inginerie marină, care a fost utilizarea inițială a acestei fibre. Este utilizat pe scară largă în frânghii purtătoare de încărcare, frânghii grele, frânghii de salvare, frânghii de remorcare, frânghii pentru bărci cu pânze și linii de pescuit, etc. Această frânghie este folosită ca o frânghie de ancorare fixă pentru tancuri super -ulei, platforme de funcționare în larg, faruri, etc. Rezolvă problemele ruginei întâlnite în utilizarea anterioară a cablurilor de oțel și a coroziunii, hidrolizei, degradării ultraviolete, etc.
Echipamente și consumabile sportive: în articole sportive, produse precum tablouri de fotbal, căști de siguranță, schiuri, plăci cu pânze, tije de pescuit, rachete, biciclete, planuri și piese de aeronave ultra-ușoare, iar performanța lor este mai bună decât cea a materialelor tradiționale.
Ca biomateriale: acest material compozit consolidat cu fibre este utilizat în tăvi dentare, grefe medicale și suturi din plastic, etc. Are o biocompatibilitate și durabilitate bună și este foarte stabilă fără a provoca alergii. A fost aplicat în practica clinică. De asemenea, este utilizat în mănuși medicale și alte măsuri medicale etc.
