Všetko o polyetyléne s vysokou molekulovou hmotnosťou

Polyetylén s vysokou molekulovou hmotnosťou (PE-500) je plastový polymér. Má množstvo unikátnych fyzikálnych a chemických vlastností, vďaka ktorým je možné ho použiť v extrémnych podmienkach. V tomto článku zvážime všetko o polyetyléne s vysokou molekulovou hmotnosťou.

Tento materiál patrí k jednému z typov plastového polymerizovaného etylénu. Jeho znakom sú predĺžené lineárne molekulové väzby orientované rovnakým smerom. Takéto obvody sa vyznačujú lepším vnímaním a prenosom zaťaženia.

Vo vzhľade sa polyetylén s vysokou molekulovou hmotnosťou podobá plastu. Je pevný, bez zápachu a neobsahuje žiadne toxické látky. Materiál sa vyrába syntézou etylénových a metalocénových katalyzátorov v nízkotlakových zariadeniach. Vo výrobnej fáze sa k surovinám pridáva farbivo, aby sa získala farba polymerizovaného etylénu.

Výrobcovia tiež vyrábajú polymér s ultravysokou molekulovou hmotnosťou (ultra-vysoká molekulová hmotnosť) s molekulovou hmotnosťou viac ako 10 000 000 jednotiek. (PE-1000). Z hľadiska pevnostných charakteristík niekoľkonásobne prevyšuje niektoré druhy uhlíkových a nehrdzavejúcich ocelí.

Materiál má množstvo významných výhod. Hlavné výhody sú nasledovné:

• vynikajúca odolnosť proti opotrebovaniu a mechanickému oderu; polymér s vysokou hustotou má vysokú odolnosť proti nárazu;
• odolnosť voči trhlinám, trieskam a iným typom deformácie;
• odolnosť voči teplotným výkyvom, vďaka čomu môže materiál pracovať pri príliš vysokých aj minimálnych teplotných indikátoroch;
• odolnosť proti vlhkosti a agresívnym látkam (okrem oxidantov); táto vlastnosť je dosiahnutá vďaka absencii amidov, esterov alebo hydroxylových skupín v materiáli, ktoré sú citlivé na chemicky agresívne látky;
• odolnosť voči slnečnému žiareniu;
• vysoké hygienické vlastnosti - materiál nie je náchylný na napadnutie patogénnymi mikroorganizmami; huby a plesne sa na ňom netvoria;
• dobrá elektrická izolácia a dielektrická schopnosť;
• PE-500 polyetylén má vynikajúcu zvárateľnosť;
• odolnosť voči žiareniu.

Polyetylén s vysokou molekulovou hmotnosťou je relatívne nový. Vyrábajú ho 2 domáce podniky (Tomskneftekhim a Kazanorgsintez). Výrobná technológia je zložitá a nákladná, čo ovplyvňuje cenu hotového výrobku.

Vysoko pevný polyetylén má dlhé molekulárne reťazce, ktoré sú navzájom takmer paralelné. Táto štrukturálna vlastnosť poskytuje indikátory vysokej pevnosti. Medzi niektorými molekulami však vznikajú slabé väzby, preto materiál nemožno nazvať tepelne odolným. Jeho pracovné teploty sú až + 100 ° С. So zvýšením teplotných indikátorov na +140 stupňov sa polymér topí a mení sa na viskóznu hmotu.

Polymér PE-1000 má nasledujúce technické vlastnosti:

• absorpcia vody - 0,01-0,05%;
• špecifická hmotnosť - 0,93-0,94 g / cm³;
• modul pružnosti v ohybe - nie viac ako 1 GPa;
• koeficient trenia je asi 0,1;
• koeficient rázovej húževnatosti - 160-170 kJ / m²;
• predĺženie v ohybe - 8-10%;
• povrchový odpor - 1014 ohmov.

Polyetylén s vysokou molekulovou hmotnosťou sa vyrába podľa noriem zodpovedajúcich GOST 16338-85. Pri výrobe sa využíva metóda syntézy etylénu pod vplyvom metalocénových katalyzátorov. V súčasnosti je známych niekoľko spôsobov spracovania polymérov.

Vďaka týmto metódam sa získava veľkoformátový monolitický polyetylén, dosky a valce. V procese ďalšieho obrábania sa z nich získavajú hobľované pásy a rôzne mechanizmy pre zariadenia. Technológia výroby zahŕňa lisovanie polymérového prášku za studena do polotovarov a ich následné spekanie pri teplote +200 stupňov. V dôsledku tepelného spracovania sa získajú polotovary - monolity, dosky a bloky.

Výrobný proces spočíva v roztavení suroviny pri vysokých teplotách na homogénnu gumovú hmotu. Z nej sa pomocou špeciálnych jednotiek s dýzami vytlačia tyče, rúrky alebo pásky rôznych dĺžok.

Výrobná technológia zahŕňa niekoľko fáz: rozpustenie suroviny v parafínovom oleji a vytlačenie výslednej hmoty cez tenké otvory do vody. Tým sa získajú priadze, ktoré sa ďalej vypaľujú v zariadení pece za súčasného ťahania vlákien a odstraňovania rozpúšťadiel. Pri spracovaní gélovým zvlákňovaním sa získa superpevné vlákno.

Vďaka svojim jedinečným vlastnostiam sa polyetylén s vysokou molekulovou hmotnosťou používa v rôznych oblastiach. Často sa používa ako analóg, ktorý nahrádza rôzne neželezné kovy, vysokolegované ocele a iné materiály.

Ultrapevný polymér sa používa na výrobu implantátov od roku 1962. Dnes sa z neho vyrábajú protézy bedrových kĺbov v chirurgii a zubné implantáty v zubnom lekárstve. Materiál sa používa na vytváranie rôznych ortopedických výrobkov.

Materiál sa používa na výrobu zariadení a komponentov na výrobu potravín, nádob na skladovanie a prepravu chemicky agresívnych látok, fliaš na kozmetiku, sudov, nádrží.

Silné polymérové ​​vlákna sa používajú na výrobu osobných ochranných prostriedkov pre bezpečnostný personál. Vyrábajú sa z nich najmä nepriestrelné vesty a prilby. Výsledné brnenie je ľahké, no zároveň spoľahlivo chráni pred ranami po guľkách. A tiež pomocou tohto polyméru je obrnené špeciálne vybavenie.

Vysokopevnostný polyetylén sa používa na výrobu dielov pracujúcich v hydraulickom alebo olejovom prostredí. Vyrábajú sa z neho ložiská, puzdrá, puzdrá, ozubené kolesá - diely podliehajúce vysokému stupňu mechanického oderu. Náhradné diely pre pneumatické inštalácie so zvýšeným pracovným tlakom sú vyrobené z odolného polyméru PE-1000.

Materiál sa používa pri výrobe šermiarskych oblekov, horolezeckých uniforiem, lyží, snowboardov.

Z vysokopevnostného polyméru sa vyrába množstvo spotrebného tovaru. Patria sem produkty pre kvetinárstvo a vybavenie kúpeľní, domáce potreby a záhradné náradie. Používa sa na výrobu nábytku, detských hračiek, mobilných toaliet, zariadení na úpravu detských ihrísk.

Z videa sa môžete dozvedieť ešte viac užitočných informácií o polyetyléne s vysokou molekulovou hmotnosťou.