Wszystko o polietylenie o wysokiej masie cząsteczkowej

Polietylen o dużej masie cząsteczkowej (PE-500) to polimer z tworzywa sztucznego. Posiada szereg unikalnych właściwości fizykochemicznych, dzięki którym może być stosowany w ekstremalnych warunkach. W tym artykule rozważymy wszystko na temat polietylenu o wysokiej masie cząsteczkowej.

Ten materiał należy do jednego z rodzajów polimeryzowanego etylenu z tworzywa sztucznego. Jego cechą są wydłużone liniowe wiązania molekularne zorientowane w tym samym kierunku. Takie obwody wyróżniają się lepszą percepcją i przenoszeniem obciążeń.

Z wyglądu polietylen o wysokiej masie cząsteczkowej przypomina plastik. Jest stały, bezwonny i nie zawiera substancji toksycznych. Materiał powstaje w wyniku syntezy katalizatorów etylenowych i metalocenowych w instalacjach niskociśnieniowych. Na etapie produkcji do surowców dodaje się kolor, aby uzyskać kolor spolimeryzowanego etylenu.

Producenci produkują również polimer o ultrawysokiej masie cząsteczkowej (ultrawysokiej masie cząsteczkowej) o masie cząsteczkowej ponad 10 000 000 jednostek. (PE-1000). Pod względem właściwości wytrzymałościowych jest kilkakrotnie lepszy od niektórych gatunków stali węglowych i nierdzewnych.

Materiał ma szereg istotnych zalet. Główne zalety to:

• doskonała odporność na zużycie i ścieranie mechaniczne; polimer o wysokiej gęstości ma wysoką odporność na uderzenia;
• odporność na pęknięcia, wióry i inne rodzaje odkształceń;
• odporność na wahania temperatury, dzięki czemu materiał może działać zarówno przy zbyt wysokich, jak i przy minimalnych wskaźnikach temperatury;
• odporność na wilgoć i substancje agresywne (z wyjątkiem utleniaczy); cechę tę uzyskuje się dzięki nieobecności w materiale amidów, estrów czy grup hydroksylowych, które są podatne na działanie chemicznie agresywnych substancji;
• odporność na promieniowanie słoneczne;
• wysokie właściwości higieniczne – materiał nie jest podatny na ataki drobnoustrojów chorobotwórczych; nie tworzą się na nim grzyby i pleśń;
• dobra izolacyjność elektryczna i zdolność dielektryczna;
• Polietylen PE-500 ma doskonałą spawalność;
• odporność na promieniowanie.

Polietylen o wysokiej masie cząsteczkowej jest stosunkowo nowy. Jest produkowany przez 2 przedsiębiorstwa krajowe (Tomskneftekhim i Kazanorgsintez). Technologia wytwarzania jest złożona i kosztowna, co wpływa na koszt gotowego produktu.

Polietylen o wysokiej wytrzymałości ma długie łańcuchy molekularne, które są prawie równoległe do siebie. Ta cecha strukturalna zapewnia wskaźniki wysokiej wytrzymałości. Jednak między niektórymi cząsteczkami powstają słabe wiązania, dlatego materiału nie można nazwać żaroodpornym. Jego temperatura pracy wynosi do + 100 ° С. Wraz ze wzrostem wskaźników temperatury do +140 stopni polimer topi się i zamienia w lepką masę.

Polimer PE-1000 ma następujące właściwości techniczne:

• nasiąkliwość wodą - 0,01-0,05%;
• ciężar właściwy - 0,93-0,94 g / cm³;
• moduł sprężystości przy zginaniu - nie więcej niż 1 GPa;
• współczynnik tarcia wynosi około 0,1;
• współczynnik udarności - 160-170 kJ/m²;
• wydłużenie zginania - 8-10%;
• rezystancja powierzchniowa - 1014 omów.

Polietylen o wysokiej masie cząsteczkowej jest produkowany zgodnie ze standardami odpowiadającymi GOST 16338-85. Produkcja wykorzystuje metodę syntezy etylenu pod wpływem katalizatorów metalocenowych. W chwili obecnej istnieje kilka znanych metod przetwarzania polimerów.

Dzięki tym metodom uzyskuje się wielkoformatowy monolityczny polietylen, płyty i cylindry. W procesie dalszej obróbki uzyskuje się z nich strugane listwy i różne mechanizmy do urządzeń. Technologia produkcji zakłada prasowanie na zimno proszku polimerowego na półfabrykaty i ich późniejsze spiekanie w temperaturze +200 stopni. W wyniku obróbki cieplnej otrzymuje się półprodukty - monolity, płyty i bloki.

Proces produkcyjny polega na topieniu surowca w wysokich temperaturach do jednorodnej gumowatej masy. Z niego za pomocą specjalnych jednostek z dyszami wyciska się pręty, rury lub taśmy o różnych długościach.

Technologia produkcji obejmuje kilka etapów: rozpuszczenie surowca w oleju parafinowym i wtłoczenie powstałej masy przez cienkie otwory do wody. W efekcie otrzymuje się przędze, które są dalej wypalane w urządzeniach piecowych z jednoczesnym wyciąganiem włókien i usuwaniem substancji rozpuszczalnikowych. Po przetworzeniu przez przędzenie żelowe uzyskuje się super mocne włókno.

Ze względu na swoje unikalne właściwości polietylen o wysokiej masie cząsteczkowej znajduje zastosowanie w różnych dziedzinach. Jest często używany jako analog, zastępując różne metale nieżelazne, stale wysokostopowe i inne materiały.

Ultramocny polimer jest używany do produkcji implantów od 1962 roku. Dziś służy do wykonywania protez stawów biodrowych w chirurgii oraz implantów zębowych w stomatologii. Materiał służy do tworzenia różnych produktów ortopedycznych.

Materiał wykorzystywany jest do produkcji urządzeń i komponentów do produkcji żywności, pojemników do przechowywania i transportu substancji agresywnych chemicznie, butelek do kosmetyków, beczek, zbiorników.

Mocne włókna polimerowe są wykorzystywane do produkcji środków ochrony osobistej dla pracowników ochrony. W szczególności wykonuje się z nich kamizelki kuloodporne i hełmy. Powstała zbroja jest lekka, ale jednocześnie niezawodnie chroni przed ranami od kul. A także za pomocą tego polimeru opancerzony jest specjalny sprzęt.

Polietylen o wysokiej wytrzymałości jest używany do produkcji części pracujących w środowiskach hydraulicznych lub olejowych. Wykorzystywana jest do produkcji łożysk, tulei, tulei, kół zębatych – części narażonych na wysoki stopień ścierania mechanicznego. Części zamienne do instalacji pneumatycznych o podwyższonym ciśnieniu roboczym wykonane są z wytrzymałego polimeru PE-1000.

Materiał wykorzystywany jest do produkcji kombinezonów szermierczych, mundurów alpinistycznych, nart, desek snowboardowych.

Wiele towarów konsumpcyjnych wykonanych jest z polimeru o wysokiej wytrzymałości. Należą do nich wyposażenie kwiaciarni i łazienek, artykuły gospodarstwa domowego i narzędzia ogrodnicze. Wykorzystywana jest do produkcji mebli, zabawek dziecięcych, przenośnych toalet oraz urządzeń do urządzania placów zabaw dla dzieci.

Możesz dowiedzieć się jeszcze więcej przydatnych informacji na temat polietylenu o wysokiej masie cząsteczkowej z filmu.