Didelės molekulinės masės polietilenas: aprašymas, savybės, pritaikymas

2024 Autorius: Howard Calhoun | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-17 10:34

Kiekvieną dieną į žmogaus veiklos sferą įvedamos naujos dirbtiniu būdu gautos medžiagos. Vienas iš jų yra didelės molekulinės masės polietilenas, kuris tapo komerciniu produktu nuo šeštojo dešimtmečio, tačiau tik dabar įgauna tikrą populiarumą.

Aprašymas

Didelės molekulinės masės polietilenas yra termoplastinio polimerizuoto etileno rūšis. Pagrindinis jo bruožas yra labai ilgos molekulinės grandinės. Jie geriau suvokiami ir perduoda apkrovas, „kompensuodami“jas tarpmolekulinėmis sąveikomis.

Medžiagos išvaizda niekuo nesiskiria nuo kitų plastiko rūšių. Jis yra bekvapis, beskonis, netoksiškas. Jam gali būti suteikta bet kokia spalva, įvedant spalvas. Tuo pačiu metu jis turi savybių, kurios išskiria jį iš kitų polimerų.

Didelės molekulinės masės polietilenas yra kieta medžiaga, pasižyminti dideliu atsparumu smūgiams. Jis sugeba atlaikytireikšmingi įtempiai. Jis nesugeria drėgmės, todėl nesąveikauja su žmogaus oda ir jaučiasi slidus. Be to, jis pasižymi dideliu atsparumu dilimui (daugiau nei plieno) ir mažu trinties koeficientu.

Didelės molekulinės masės polietileno savybės

Kaip jau minėta, pagrindinė šio didelės molekulinės masės polimero savybė yra ilgos molekulinės grandinės. Be to, jie yra nukreipti ta pačia kryptimi. Jie yra beveik lygiagrečiai vienas kitam. Tai paaiškina medžiagos stiprumą.

Nepaisant to, kad didelės molekulinės masės polietilenas sudaro ilgas grandines, ryšys tarp atskirų molekulių yra silpnas. Šis skaičius yra daug mažesnis nei kevlaro, kuris yra ne mažiau patvari medžiaga. Dėl šios savybės polimeras nėra atsparus karščiui – jis lydosi 144 laipsnių Celsijaus temperatūroje.

Šiame polietilene nėra esterių, aminų ar hidroksilo grupių, dėl kurių medžiagos tampa jautrios reaktyvioms ir sunkioms aplinkoms. Dėl šios priežasties medžiaga nėra veikiama vandens, drėgmės, agresyvių reagentų, mikroorganizmų ir UV spindulių.

Pagrindiniai perdirbimo būdai

Reikalavimai, pagal kuriuos turi būti gaminamas didelės molekulinės masės polietilenas, pateikiami GOST 16338-85. Pagal juos, medžiagos sintezė vyksta metaloceno katalizatoriams veikiant monomerą – etileną. Tiesiogiai gaminant produktus naudojami šie pagrindiniai perdirbimo būdai:

1. Gelio verpimas. Žaliavasumaišytas su tirpikliu. Gauta masė per skylutes suveržiama į vandenį. Gauti siūlai kūrenami krosnyse, juos ištraukiant ir pašalinant tirpiklį.
2. Karštas presavimas ir sukepinimas. Miltelių pavidalo masė suspaudžiama didele jėga, taip gaunama vienalytė medžiaga. Tada jis yra termiškai apdorojamas - sukepinamas 150-200 laipsnių temperatūroje.
3. Stūmoklio išspaudimas. Žaliava išlydoma iki vientisos, panašios į gumą masės, o po to išspaudžiama per specialius purkštukus.

Gelinis sukimas yra labiausiai paplitęs. Juk tokiu būdu gaunami didelio stiprumo didelės molekulinės masės polietileno pluoštai.

Karinis naudojimas

Pluoštai, kurių gamybai naudojamas didelės molekulinės masės polimeras, plačiai naudojami kuriant asmenines apsaugos priemones, ypač neperšaunamas liemenes. Dėl tokių siūlų savybių, kaip mažas savitasis sunkis ir didelė takumo riba (šių rodiklių santykis 7-8 kartus didesnis nei plieno), šarvai yra lengvi ir atsparūs kulkoms, skeveldroms ir kitiems žalingiems elementams.

Šarvai pagaminti iš lakštų, gautų uždedant pluoštus vienas ant kito skirtingais kampais. Šios technologijos dėka atsiranda daugiaašiai audiniai – ypatingos rūšies stiklakūniai audiniai, ištveriantys bet kuria kryptimi įtempimą. Didelės molekulinės masės polietilenas naudojamas liemens, galūnių apsaugai. SavybėsDaugiaašiai audiniai leidžia apsaugoti šarvuotas transporto priemones, taip pat naudojant pluoštą, kad būtų sukurtos atsparios pirštinėms.

Medicinos taikymas

Medicinoje didelės molekulinės masės polietilenas daugiausia naudojamas klubo sąnario ir stuburo bei kelių sąnarių implantams kurti. Pirmą kartą šiam tikslui jis buvo panaudotas 1962 m. Ir nuo tada pradėjo dominuoti.

Plačiai naudojama ir modifikuota medžiaga – tinklelis arba tinklinis polimeras. Jis gaunamas apliejant didelės molekulinės masės polietileno pluoštus gama kvantais arba elektronais, kurie susiuva siūlus. Po to jis yra veikiamas šilumos, todėl sumažėja jo redokso gebėjimas.

Šios žaliavos pagrindu pagaminti pluoštai taip pat naudojami susiuvimui. Šių gaminių gamybos lyderė yra DSM, tiekianti medicinos rinkai siuvimo siūlus, vadinamus Dyneema Purity.

Pramoninis naudojimas

Didelės molekulinės masės polietileno lakštas, kuris gamybos rinkai tiekiamas plokščiais 2 cm storio ruošiniais, surado didžiausią pritaikymą pramonėje Prestige klasės plastikiniai langai, PVC plokštės ir įvairių konfigūracijų PVC profiliai yra pagaminti jo pagrindu.

Mechaninėje inžinerijoje, skirtoje sandarinimo žiedų, guolių gamybai, dalių, veikiančių hidraulinėje arba alyvos aplinkoje, kūrimui irtaip pat pneumatiniuose įrenginiuose su dideliu darbiniu slėgiu dažniausiai naudojamas didelės molekulinės masės polietilenas 1000 – vienas iš pagrindinių polimero rūšių.