Polietilen visoke molekularne težine: opis, svojstva, primjena

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 10:29

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

Opis

Polietilen visoke molekularne težine je vrsta termoplastičnog polimeriziranog etilena. Njegova glavna značajka su vrlo dugi molekularni lanci. Oni se bolje percipiraju i prenose opterećenja, "kompenzirajući" ih međumolekularnim interakcijama.

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

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

Svojstva polietilena visoke molekularne težine

Kao što je već spomenuto, glavna značajka ovog polimera visoke molekularne težine su dugi molekularni lanci. Štoviše, orijentirani su u istom smjeru. Nalaze se gotovo paralelno jedna s drugom. To objašnjava snagu materijala.

Unatoč činjenici da polietilen visoke molekularne težine stvara duge lance, veza između pojedinih molekula je slaba. Ova brojka je za red veličine niža od one od Kevlara, koji nije ništa manje izdržljiv materijal. Ova značajka čini polimer otpornim na toplinu - topi se na temperaturi od 144 stupnja Celzijusa.

Ovaj polietilen ne sadrži estere, amine ili hidroksilne skupine koje čine materijale osjetljivim na reaktivna i teška okruženja. Zahvaljujući tome, tvar nije podložna vodi, vlazi, agresivnim reagensima, mikroorganizmima i UV zrakama.

Glavne metode recikliranja

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

1. Gel vrtenje. Sirovinapomiješan s otapalom. Dobivena masa se gura kroz rupe u vodu. Dobiveni filamenti se peku u pećima dok se izvlače i uklanja otapalo.
2. Vruće prešanje i sinteriranje. Praškasta masa se komprimira velikom silom, čime se dobiva homogeni materijal. Zatim se podvrgava toplinskoj obradi - sinteriranju na temperaturi od 150-200 stupnjeva.
3. Ektruzija klipa. Sirovina se topi do homogene mase nalik na gumu, a zatim se istiskuje kroz posebne mlaznice.

Gel predenje je najraširenije. Uostalom, na taj način se dobivaju visokomolekularna polietilenska vlakna velike čvrstoće.

Vojna upotreba

Vlakna, za čiju proizvodnju se koristi polimer visoke molekularne težine, naširoko se koriste za izradu osobne zaštitne opreme, posebice 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 izrađen je od limova dobivenih nanošenjem vlakana jedno na drugo pod različitim kutovima. Zahvaljujući ovoj tehnologiji pojavljuju se multiaksijalne tkanine - posebna vrsta staklastih tkanina koje podnose naprezanja u bilo kojem smjeru. Polietilen visoke molekularne težine koristi se za zaštitu trupa, udova. SvojstvaMulti-aksijalne tkanine omogućuju zaštitu oklopnih vozila, kao i korištenje vlakana za izradu rukavica otpornih na rezove.

Medicinske primjene

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

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

Vlakna na bazi ove sirovine također se 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 primjenu u industriji Plastični prozori, PVC paneli i PVC profili različitih konfiguracija klase Prestige izrađuju se na njegovoj osnovi.

U strojarstvu za proizvodnju brtvenih prstenova, ležajeva, izradu dijelova koji rade u hidrauličkom ili uljnom okruženju, itakođer u pneumatskim instalacijama s visokim radnim tlakom najčešće se koristi polietilen visoke molekularne mase 1000 - jedna od glavnih vrsta polimera.