Abstract: Włókno polietylenowe o ultrawysokiej masie cząsteczkowej określane jest jako włókno UHMWPE, znane również jako ...
Włókno polietylenowe o ultrawysokiej masie cząsteczkowej określane jest jako włókno UHMWPE, znane również jako włókno PE o wysokiej wytrzymałości. Jego masa cząsteczkowa waha się od 1,5 miliona do 8 milionów, czyli jest kilkadziesiąt razy większa niż w przypadku zwykłych włókien i stąd wzięła się jego nazwa. Włókno UHMWPE jest jednym z trzech głównych włókien zaawansowanych technologii na świecie, a także najtwardszym włóknem na świecie. Jego wytrzymałość jest 15 razy większa niż stali i 2 razy większa niż włókna węglowego i aromatycznego 1414. Obecnie jest głównym materiałem do produkcji kamizelek kuloodpornych.
Włókno UHMWPE ma niezrównane zalety w zakresie wydajności. Obecnie nie ma prostego materiału polimerowego o tak wielu doskonałych właściwościach, a cieszy się on opinią „króla tworzyw sztucznych”.
Włókno UHMWPE jest lekkie, ma gęstość zaledwie 0,97 glem i charakteryzuje się silną obojętnością chemiczną. Silne roztwory kwasów i zasad oraz rozpuszczalniki organiczne nie mają wpływu na jego wytrzymałość. Ma doskonałą odporność na warunki atmosferyczne i promieniowanie UV. Po 1500 godzinach nasłonecznienia wskaźnik utrzymania wytrzymałości włókien nadal wynosi aż 80%. Jest nadal plastyczny w temperaturze ciekłego amoniaku (-269 ℃) i może zachować doskonałą udarność w ciekłym azocie (-196 ℃), która również nie ma sobie równych w przypadku innych tworzyw sztucznych. Ponadto odporność na zużycie i zginanie oraz właściwości zmęczeniowe przy rozciąganiu włókien UHMWPE są również najsilniejsze spośród istniejących włókien o wysokiej wydajności, charakteryzując się wyjątkową odpornością na uderzenia i przecięcie. Włókno UHMWPE o grubości zaledwie jednej czwartej włosa jest w zasadzie cięte nożyczkami. W porównaniu z innymi tworzywami konstrukcyjnymi ma głównie wady, takie jak niska odporność na ciepło, sztywność i twardość, ale można go poprawić metodami takimi jak „wypełnianie” i „sieciowanie”.
Podstawowa teoria włókna UHMWPE została wysunięta już w latach trzydziestych XX wieku. Jednak prawdziwymi przełomami w technologii są przędzenie żelowe i przędzenie tworzyw sztucznych. W latach 70. XX wieku na Uniwersytecie w Leeds w Wielkiej Brytanii po raz pierwszy z sukcesem opracowano włókna polietylenowe o dużej masie cząsteczkowej o masie cząsteczkowej 100 000. W 1975 roku holenderska firma DSM wynalazła metodę przędzenia żelowego z wykorzystaniem herbaty dekahydro jako rozpuszczalnika, z sukcesem przygotowała włókno UHMWPE, a w 1979 roku złożyła wniosek o patent. Po dziesięciu latach ciężkiej pracy potwierdzono, że przędzenie żelowe jest efektywną metodą wytwarzania wysokowytrzymałych włókien polietylenowych, która ma perspektywy uprzemysłowienia, a surowce są łatwo dostępne, a koszty produkcji niskie. Włókna UHMWPE od razu przyciągnęły uwagę światowych potęg przemysłowych.
Ze względu na wiele doskonałych właściwości włókna UHMWPE wykazały ogromne zalety na rynku włókien wysokowydajnych, w tym lin cumowniczych na przybrzeżnych polach naftowych po wysokowydajne lekkie materiały kompozytowe. Sprzęt i inne dziedziny odgrywają kluczową rolę, zwłaszcza w dziedzinie wojskowości. W inżynierii lotniczej, ze względu na niewielką wagę, wysoką wytrzymałość i dobrą odporność na uderzenia, materiały kompozytowe z włókien UHMWPE nadają się do konstrukcji końcówek skrzydeł różnych samolotów, konstrukcji statków kosmicznych, samolotów boi, spadochronów zwalniających itp. W dziedzinie cywilnej liny, kable, żagle i sprzęt wędkarski wykonane z włókien UHMWPE nadają się do inżynierii morskiej, a długość zerwania pod ciężarem własnym jest 8 razy większa niż w przypadku lin stalowych i 2 razy większa niż w przypadku włókien aramidowych. W zastosowaniach przemysłowych włókna UHMWPE i ich kompozyty mogą być stosowane jako pojemniki odporne na ciśnienie, taśmy przenośnikowe, materiały filtracyjne, zderzaki samochodowe itp. W artykułach sportowych wykonano kaski, deski snowboardowe, deski żeglarskie, wędki, rakiety, rowery, szybowce, ultralekkie części samolotów itp., a ich właściwości użytkowe przewyższają tradycyjne materiały. W medycynie był stosowany w materiałach na łyżki dentystyczne, implantach medycznych i szwach plastikowych, a także był stosowany klinicznie.
POLIETYLEN O BARDZO WYSOKIEJ MASY CZĄSTECZKOWEJ
Zhejiang Hengyuan Chemical Fibre Group Co., Ltd. to profesjonalna chińska firma produkująca przędzę polietylenową o ultrawysokiej masie cząsteczkowej i fabryka przędzy polietylenowej o ultrawysokiej masie cząsteczkowej, założona w 2006 roku, zlokalizowana w YaQianTown Xiaoshan Hangzhou – jednym z centrów przemysłu przędzy poliestrowej w Chinach
