Polietilen visoke molekularne težine: opis, svojstva, primjena

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 10:20

Svakodnevno se novi materijali dobijeni vještačkim putem uvode u sferu ljudske djelatnosti. Jedan od njih je polietilen visoke molekularne težine, koji je postao komercijalni proizvod od 1950-ih, ali tek sada dobija pravu popularnost.

Opis

Polietilen visoke molekularne težine je vrsta termoplastičnog polimerizovanog etilena. Njegova glavna karakteristika su veoma dugi molekularni lanci. Bolje se percipiraju i prenose opterećenja, "kompenzujući" ih međumolekularnim interakcijama.

Izgled materijala se ne razlikuje od ostalih vrsta plastike. Bez mirisa je, ukusa, netoksičan. Može se dati bilo koju boju uvođenjem boja. Istovremeno, ima niz svojstava koja ga izdvajaju od ostalih polimera.

Polietilen visoke molekularne težine je čvrst materijal sa velikom čvrstoćom na udar. On je u stanju da izdržiznačajna naprezanja. Ne upija vlagu, zbog čega ne dolazi u interakciju s ljudskom kožom i osjeća se klizav. Osim toga, ima visoku otpornost na habanje (više od čelika) i nizak koeficijent trenja.

Svojstva polietilena visoke molekularne težine

Kao što je već napomenuto, glavna karakteristika ovog polimera visoke molekularne težine su dugi molekularni lanci. Štaviše, oni su orijentisani u istom pravcu. Nalaze se gotovo paralelno jedna s drugom. Ovo objašnjava snagu materijala.

Uprkos činjenici da polietilen visoke molekularne težine formira dugačke lance, veza između pojedinačnih molekula je slaba. Ova brojka je za red veličine niža od one od Kevlara, koji nije ništa manje izdržljiv materijal. Ova karakteristika čini polimer otpornim na toplotu - topi se na temperaturi od 144 stepena Celzijusa.

Ovaj polietilen ne sadrži estre, amine ili hidroksilne grupe koje čine materijale osjetljivim na reaktivne i teške sredine. Zahvaljujući tome, supstanca nije podložna vodi, vlazi, agresivnim reagensima, mikroorganizmima i UV zracima.

Glavne metode recikliranja

Zahtjeve prema kojima treba proizvoditi polietilen visoke molekularne težine, sadrži GOST 16338-85. Prema njima, sinteza materijala se odvija djelovanjem metalocenskih katalizatora na monomer - etilen. Za direktnu proizvodnju proizvoda koriste se sljedeće glavne vrste obrade:

1. Gel spinning. Sirovinapomešan sa rastvaračem. Dobivena masa se probija kroz rupe u vodu. Dobijeni filamenti se peku u pećima dok se izvlače i uklanja rastvarač.
2. Vruće presovanje i sinterovanje. Praškasta masa se sabija velikom silom, čime se dobija homogen materijal. Zatim se podvrgava termičkoj obradi - sinterovanju na temperaturi od 150-200 stepeni.
3. Ektruzija klipa. Sirovina se topi do homogene mase nalik na gumu, a zatim se istiskuje kroz posebne mlaznice.

Gel spinning je najrasprostranjeniji. Uostalom, na taj način se dobijaju visokomolekularna polietilenska vlakna velike čvrstoće.

Vojna upotreba

Vlakna, za čiju proizvodnju se koristi polimer visoke molekularne težine, široko se koriste za izradu lične zaštitne opreme, posebno pancira. Zbog takvih svojstava niti kao što su niska specifična težina i visoka čvrstoća tečenja (omjer ovih pokazatelja je 7-8 puta veći od čelika), oklop je lagan i otporan na metke, gelere i druge štetne elemente.

Oklop se pravi od limova dobijenih nanošenjem vlakana jedno na drugo pod različitim uglovima. Zahvaljujući ovoj tehnologiji pojavljuju se multiaksijalne tkanine - posebna vrsta staklenih tkanina koje podnose naprezanja u bilo kojem smjeru. Polietilen visoke molekularne težine koristi se za zaštitu trupa, udova. SvojstvaMulti-aksijalne tkanine omogućavaju zaštitu oklopnih vozila, kao i upotrebu vlakana za izradu rukavica otpornih na rezove.

Medicinske aplikacije

U medicini se polietilen visoke molekularne težine koristi uglavnom za izradu implantata za zglob kuka i kičmenog stuba, zglobove koljena. Prvi put je u tu svrhu korišten davne 1962. godine. I od tada je počeo da dominira.

Široko korišten i modificiran materijal - mreža ili umreženi polimer. Dobiva se ljuštenjem vlakana polietilena visoke molekularne težine gama kvantima ili elektronima, koji spajaju niti. Nakon toga se izlaže toploti, što smanjuje njegovu redoks sposobnost.

Vlakna na bazi ove sirovine se takođe koriste za šivanje. Lider u proizvodnji ovih proizvoda je DSM, koji opskrbljuje medicinsko tržište nitima za šavove pod nazivom Dyneema Purity.

Industrijska upotreba

Polietilenski lim visoke molekularne mase, koji se na proizvodno tržište isporučuje u ravnim gredicama debljine 2 cm, naišao je na najveću primenu u industriji Plastični prozori, PVC paneli i PVC profili različitih konfiguracija klase Prestige su napravljene na osnovu njega.

U mašinstvu za proizvodnju zaptivnih prstenova, ležajeva, izradu delova koji rade u hidrauličnom ili uljnom okruženju, itakođe u pneumatskim instalacijama sa visokim radnim pritiskom najčešće se koristi polietilen visoke molekularne mase 1000 - jedan od glavnih tipova polimera.