Polietilenă cu greutate moleculară mare: descriere, proprietăți, aplicații

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-17 10:39

În fiecare zi, în sfera activității umane sunt introduse noi materiale obținute prin mijloace artificiale. Una dintre acestea este polietilena cu greutate moleculară mare, care a devenit un produs comercial din anii 1950, dar abia acum câștigă o popularitate reală.

Descriere

Polietilena cu greutate moleculară mare este un tip de etilenă polimerizată termoplastic. Caracteristica sa principală sunt lanțurile moleculare foarte lungi. Sunt mai bine percepute și transmit sarcini, „compensându-le” cu interacțiuni intermoleculare.

Aspectul materialului nu este diferit de alte tipuri de plastic. Este inodor, fără gust, non-toxic. Se poate da orice culoare prin introducerea culorilor. În același timp, are un set de proprietăți care îl deosebesc de alți polimeri.

Polietilena cu greutate moleculară mare este un material dur, cu o mare rezistență la impact. El este capabil să rezistetensiuni semnificative. Nu absoarbe umezeala, motiv pentru care nu interactioneaza cu pielea umana si se simte alunecos. În plus, are rezistență ridicată la abraziune (mai mult decât oțelul) și un coeficient scăzut de frecare.

Proprietăți ale polietilenei cu greutate moleculară mare

După cum sa menționat deja, principala caracteristică a acestui polimer cu greutate moleculară mare sunt lanțurile moleculare lungi. Mai mult, ele sunt orientate în aceeași direcție. Sunt situate aproape paralele între ele. Aceasta explică rezistența materialului.

În ciuda faptului că polietilena cu greutate moleculară mare formează lanțuri lungi, legătura dintre moleculele individuale este slabă. Această cifră este cu un ordin de mărime mai mică decât cea a Kevlarului, care nu este un material mai puțin durabil. Această caracteristică face ca polimerul să nu fie rezistent la căldură - se topește la o temperatură de 144 de grade Celsius.

Această polietilenă nu conține esteri, amine sau grupări hidroxil care fac materialele susceptibile la medii reactive și grele. Datorită acestui fapt, substanța nu este supusă apei, umidității, reactivilor agresivi, microorganismelor și razelor UV.

Metode principale de reciclare

Cerințele conform cărora ar trebui să fie produsă polietilenă cu greutate moleculară mare, GOST 16338-85 conține. Potrivit acestora, sinteza materialului se realizează prin acțiunea catalizatorilor metaloceni asupra monomerului - etilenă. Pentru producerea directă a produselor se folosesc următoarele tipuri principale de prelucrare:

1. Rotire cu gel. Materii primeamestecat cu solvent. Masa rezultată este forțată prin găuri în apă. Filamentele rezultate sunt arse în cuptoare în timp ce le extrag și se îndepărtează solventul.
2. Presare la cald și sinterizare. Masa pulverulentă este comprimată cu o forță mare, obținându-se astfel un material omogen. Apoi este supus unui tratament termic - sinterizare la o temperatură de 150-200 de grade.
3. Extrudare cu piston. Materia primă este topită până la o masă omogenă, asemănătoare cauciucului și apoi stoarsă prin duze speciale.

Spinningul cu gel este cel mai răspândit. La urma urmei, în acest fel se obțin fibre de polietilenă cu molecul mare, cu o rezistență mare.

Utilizare militară

Fibrele, pentru a căror producție este utilizat un polimer cu greutate moleculară mare, sunt utilizate pe scară largă pentru a crea echipamente de protecție personală, în special veste antiglonț. Datorită proprietăților firelor precum greutatea specifică scăzută și forța de curgere ridicată (raportul acestor indicatori este de 7-8 ori mai mare decât cel al oțelului), armura este ușoară și rezistentă la gloanțe, schije și alte elemente dăunătoare.

Groura este realizată din foi obținute prin aplicarea fibrelor una peste alta în unghiuri diferite. Datorită acestei tehnologii, apar țesăturile multiaxiale - un tip special de țesături vitroase care suportă solicitările în orice direcție. Polietilena cu greutate moleculară mare este folosită pentru a proteja trunchiul și membrele. ProprietățiȚesăturile multi-axiale permit protejarea vehiculelor blindate, precum și utilizarea fibrelor pentru a crea mănuși rezistente la tăiere.

Aplicații medicale

În medicină, polietilena cu greutate moleculară mare este utilizată în principal pentru a crea implanturi pentru articulația șoldului și coloana vertebrală, articulațiile genunchiului. A fost folosit pentru prima dată în acest scop în 1962. Și de atunci a început să domine.

Material utilizat pe scară largă și modificat - plasă sau polimer reticulat. Se obține prin decojirea fibrelor de polietilenă cu greutate moleculară mare cu cuante gamma sau electroni, care coase firele împreună. După aceea, este expus la căldură, ceea ce îi reduce capacitatea redox.

Fibrele bazate pe această materie primă sunt, de asemenea, folosite pentru sutură. Liderul în producția acestor produse este DSM, care furnizează piața medicală fire de sutură numite Dyneema Purity.

Uz industrial

Fola de polietilenă cu greutate moleculară mare, care este furnizată pieței de producție în țagle plate de 2 cm grosime, și-a găsit cea mai mare aplicație în industrie Ferestre din plastic de clasă Prestige, panouri PVC și profile PVC de diferite configurații sunt realizate pe baza acesteia.

În inginerie mecanică pentru producția de inele de etanșare, rulmenți, crearea de piese care funcționează într-un mediu hidraulic sau uleios șide asemenea, în instalațiile pneumatice cu presiune mare de funcționare, cel mai des este folosită polietilena cu greutate moleculară mare 1000 - unul dintre principalele tipuri de polimer.