Mataas na molekular polyethylene: paglalarawan, mga katangian, mga larangan ng aplikasyon

Araw-araw, ang mga bagong materyal na nakuha ng artipisyal na paraan ay ipinakilala sa kalipunan ng aktibidad ng tao. Ang isa sa mga ito ay ang mataas na molekular polyethylene, na naging isang komersyal na produkto mula pa noong 1950s, ngunit ngayon ay nakakakuha lamang ng katanyagan.

Paglalarawan

Ang mataas na molekular polyethylene ay isa sa mga varieties ng thermoplastic polymerized ethylene. Ang pangunahing tampok nito ay napakatagal na chain chains. Ang mga ito ay mas mahusay na pinaghihinalaang at nagpapadala ng mga naglo-load, "compensating" para sa kanilang intermolecular na pakikipag-ugnayan.

Ang hitsura ng materyal ay hindi naiiba sa iba pang mga varieties ng plastic. Ito ay walang amoy, panlasa, walang nakakalason na mga katangian. Maaari itong bibigyan ng anumang kulay sa pamamagitan ng pagpapasok ng mga kulay. Kasabay nito, mayroon itong isang hanay ng mga pag-aari na paborable ihiwalay ito bago iba pang mga polymers.

Ang mataas na molecular weight polyethylene ay isang matigas na materyal na may mataas na lakas ng epekto. Ito ay may kakayahang pagtagumpayan ang mga makabuluhang voltages. Hindi ito sumipsip ng kahalumigmigan, dahil sa kung ano ang hindi nakikipag-ugnayan sa balat ng tao at tila madulas. Bilang karagdagan, mayroon itong mataas na pagtutol sa pagkagalos (higit sa bakal) at isang mababang koepisyent ng alitan.

Mga katangian ng mataas na molekular timbang polyethylene

Tulad ng na nabanggit, ang pangunahing katangian ng mataas na polimer ng molekular na timbang ay ang mahabang mga chain molecular. Bukod dito, sila ay nakatuon sa parehong direksyon. Halos parallel sa bawat isa. Ipinapaliwanag nito ang lakas ng materyal.

Sa kabila ng ang katunayan na ang mataas na molekular timbang polyethylene ay bumubuo ng mahahabang chain, ang bono sa pagitan ng mga indibidwal na molecule ay mahina. Ang pigura na ito ay isang kaayusan ng magnitude na mas mababa kaysa sa hindi mas matibay na materyal ng Kevlar. Ang tampok na ito ay gumagawa ng polimer hindi init na lumalaban - ito ay natutunaw sa temperatura ng 144 degrees Celsius.

Ang polyethylene na ito ay hindi naglalaman ng mga esters, amines o hydroxyl group, na gumagawa ng mga materyales na madaling kapitan ng reaktibo at mabigat na media. Dahil dito, ang substansiya ay hindi napapailalim sa tubig, kahalumigmigan, agresibong reagents, microorganisms at UV rays.

Pangunahing paraan ng pagproseso

Ang mga kinakailangan, ayon sa kung anong mataas na molekular-timbang polyethylene ay dapat gawin, ay kasama sa GOST 16338-85. Ayon sa kanila, ang pagbubuo ng materyal ay isinasagawa sa pamamagitan ng pagkilos ng metallocene catalysts sa monomer-ethylene. Ang mga sumusunod na pangunahing uri ng pagproseso ay ginagamit nang direkta sa produksyon ng mga produkto:

1. Gel na umiikot. Ang raw na materyal ay halo-halong may solvent. Ang nagresultang masa ay itinutulak sa mga butas sa tubig. Ang nabuo na mga filament ay pinaputok sa mga hurno na may sabay na drowing at pag-alis ng solvent.
2. Mainit na pagpindot at sintering. Ang pulbos masa ay kinatas ng isang malaking puwersa, sa gayon pagkuha ng isang homogenous na materyal. Pagkatapos ay sumasailalim ito ng thermal treatment - sintering sa temperatura ng 150-200 degrees.
3. Plunger extrusion. Ang mga materyales sa hilaw ay natunaw sa isang unipormeng, goma na tulad ng masa, at pagkatapos ay pinipiga sa pamamagitan ng mga espesyal na nozzle.

Ang pinaka-malawak na paggamit ng gel na umiikot. Matapos ang lahat, ito ang paraan upang makakuha ng mataas na molekular polyethylene fibers, na may malaking lakas.

Gamitin sa industriya ng militar

Mga Fibre, para sa produksyon kung saan ginagamit ang isang mataas na molekular weight polymer, ay malawakang ginagamit upang lumikha ng mga personal na proteksiyon na kagamitan, sa partikular na mga bala na walang bala. Dahil sa naturang mga katangian ng mga thread bilang mababang tiyak na gravity at mataas na kondisyon lakas ng ani (ang ratio ng mga parameter na ito ay 7-8 beses na mas mataas kaysa sa bakal), ang nakasuot ay nagiging ilaw at lumalaban sa mga bala, mga fragment at iba pang nakakapinsalang elemento.

Ang mga jack jacket ay ginawa mula sa mga sheet na nakuha sa pamamagitan ng paglalagay ng fibers sa bawat isa sa iba't ibang mga anggulo. Salamat sa teknolohiyang ito, lumilitaw ang mga multiaxial na tela - isang espesyal na uri ng vitreous cloths, na patuloy na nagpapadala ng mga stress sa anumang direksyon. Ginagamit upang protektahan ang katawan ng tao, limbs mataas na molekular timbang polyethylene. Ang mga katangian ng multi-axial fabric ay maaaring maprotektahan ang nakabaluti mga sasakyan, pati na rin ang paggamit fibers upang lumikha ng guwantes na lumalaban sa cuts.

Application sa gamot

Sa gamot, ang mataas na molekular weight polyethylene ay ginagamit pangunahin upang lumikha ng mga implant para sa hip joint at spine, joints ng tuhod. Sa unang pagkakataon na ginamit ito sa isang katulad na layunin sa malayong 1962 na taon. At mula noon siya ay nagsimulang mangibabaw.

Malawakang ginagamit at binagong materyal - mesh o cross-linked polimer. Ito ay nakuha sa pamamagitan ng pagpapaputok ng mataas na molekular polyethylene fibers na may gamma rays o mga electron, na kung saan i-cross-link ang mga filament sa bawat isa. Pagkatapos nito, nalantad ito sa mga thermal effect, na binabawasan ang kakayahang pagbabawas ng oksihenasyon nito.

Ang mga Fibre batay sa materyal na ito ay ginagamit din para sa suturing. Ang lider sa produksyon ng produktong ito ay DSM, na nagbibigay ng medikal na merkado na may mga filament para sa seams na tinatawag na Dyneema Purity.

Gamitin sa industriya

Ang pinakadakilang paggamit sa industriya ay natagpuan sa high-molekular-weight polyethylene sheet, na ibinibigay sa merkado ng produksyon na may flat billets na 2 cm makapal. Ito ay batay sa paggawa ng prestihiyoso klase plastic windows, PVC panel at iba't-ibang PVC profile.

Sa mekanikal engineering para sa produksyon ng mga sealing rings, bearings, paglikha ng mga bahagi na operating sa haydroliko o langis kapaligiran, pati na rin sa pneumatic gusali na may mataas na operating presyon, polyethylene mataas na molekular timbang 1000 ay isa sa mga pangunahing varieties ng polimer.