Vše o vysokomolekulárním polyethylenu

Vysokomolekulární polyethylen (PE-500) je plastový polymer. Má řadu unikátních fyzikálních a chemických vlastností, díky kterým může být použit v extrémních podmínkách. V tomto článku zvážíme vše o vysokomolekulárním polyethylenu.

Tento materiál patří k jednomu z typů plastického polymerovaného etylenu. Jeho rysem jsou protáhlé lineární molekulární vazby orientované stejným směrem. Takové obvody se vyznačují lepším vnímáním a přenosem zatížení.

Vzhledově se vysokomolekulární polyethylen podobá plastu. Je pevný, bez zápachu a neobsahuje žádné toxické látky. Materiál se vyrábí syntézou etylenových a metalocenových katalyzátorů v nízkotlakých zařízeních. Ve fázi výroby se k surovinám přidává barvivo, aby se získala barva polymerovaného ethylenu.

Výrobci také vyrábějí polymer s ultravysokou molekulovou hmotností (ultra-vysokomolekulární) s molekulovou hmotností více než 10 000 000 jednotek. (PE-1000). Z hlediska pevnostních charakteristik několikanásobně převyšuje některé druhy uhlíkových a nerezových ocelí.

Materiál má řadu významných výhod. Hlavní výhody jsou následující:

• vynikající odolnost proti opotřebení a mechanickému oděru; polymer s vysokou hustotou má vysokou odolnost proti nárazu;
• odolnost proti prasklinám, třískám a jiným typům deformace;
• odolnost vůči kolísání teploty, díky které může materiál pracovat jak při příliš vysokých, tak při minimálních teplotních indikátorech;
• odolnost proti vlhkosti a agresivním látkám (s výjimkou oxidantů); této vlastnosti je dosaženo díky absenci amidů, esterů nebo hydroxylových skupin v materiálu, které jsou citlivé na chemicky agresivní látky;
• odolnost vůči slunečnímu záření;
• vysoké hygienické vlastnosti - materiál není náchylný k napadení patogenními mikroorganismy; houby a plísně se na něm netvoří;
• dobrá elektrická izolační a dielektrická schopnost;
• Polyethylen PE-500 má vynikající svařitelnost;
• radiační odolnost.

Vysokomolekulární polyethylen je relativně nový. Vyrábí ho 2 tuzemské podniky (Tomskneftekhim a Kazanorgsintez). Technologie výroby je složitá a nákladná, což ovlivňuje cenu hotového výrobku.

Vysokopevnostní polyethylen má dlouhé molekulární řetězce, které jsou navzájem téměř rovnoběžné. Tato strukturální vlastnost poskytuje indikátory vysoké pevnosti. Mezi některými molekulami však vznikají slabé vazby, proto nelze materiál nazvat tepelně odolným. Jeho provozní teploty jsou až + 100 ° С. Se zvýšením teplotních indikátorů na +140 stupňů se polymer roztaví a změní se na viskózní hmotu.

Polymer PE-1000 má následující technické vlastnosti:

• absorpce vody - 0,01-0,05%;
• měrná hmotnost - 0,93-0,94 g / cm³;
• modul v ohybu - ne více než 1 GPa;
• koeficient tření je asi 0,1;
• koeficient rázové houževnatosti - 160-170 kJ / m²;
• prodloužení v ohybu - 8-10%;
• povrchový odpor - 1014 ohmů.

Vysokomolekulární polyethylen se vyrábí podle norem odpovídajících GOST 16338-85. Při výrobě se využívá metoda syntézy ethylenu pod vlivem metalocenových katalyzátorů. V současné době je známo několik způsobů zpracování polymerů.

Díky těmto metodám se získává velkoformátový monolitický polyetylén, desky a válce. V procesu dalšího obrábění se z nich získávají hoblované pásy a různé mechanismy pro zařízení. Technologie výroby předpokládá lisování polymerního prášku za studena do polotovarů a jejich následné slinování při teplotě +200 stupňů. V důsledku tepelného zpracování se získávají polotovary - monolity, desky a bloky.

Výrobní proces spočívá v roztavení suroviny při vysokých teplotách na homogenní pryžovou hmotu. Z něj se pomocí speciálních jednotek s tryskami vytlačují tyče, trubky nebo pásky různých délek.

Technologie výroby zahrnuje několik fází: rozpuštění suroviny v parafinovém oleji a vytlačení výsledné hmoty tenkými otvory do vody. Výsledkem jsou příze, které jsou dále vypalovány v zařízení pece za současného dloužení vláken a odstraňování látek rozpouštědel. Při zpracování gelovým zvlákňováním se získá superpevné vlákno.

Díky svým jedinečným vlastnostem se vysokomolekulární polyethylen používá v různých oblastech. Často se používá jako analog, který nahrazuje různé neželezné kovy, vysoce legované oceli a další materiály.

Ultrapevný polymer se používá k výrobě implantátů od roku 1962. Dnes se z něj vyrábějí protézy kyčelních kloubů v chirurgii a zubní implantáty ve stomatologii. Materiál se používá k výrobě různých ortopedických výrobků.

Materiál se používá k výrobě zařízení a komponentů pro výrobu potravin, nádob pro skladování a přepravu chemicky agresivních látek, lahví na kosmetiku, sudů, tanků.

Silná polymerová vlákna se používají k výrobě osobních ochranných prostředků pro bezpečnostní personál. Vyrábějí se z nich zejména neprůstřelné vesty a helmy. Výsledné brnění je lehké, ale zároveň spolehlivě chrání před střelnými ranami. A také pomocí tohoto polymeru je obrněno speciální vybavení.

Vysokopevnostní polyetylen se používá pro výrobu dílů pracujících v hydraulickém nebo olejovém prostředí. Vyrábí se z něj ložiska, pouzdra, pouzdra, ozubená kola - díly podléhající vysokému stupni mechanického otěru. Náhradní díly pro pneumatické instalace se zvýšeným pracovním tlakem jsou vyrobeny z vysoce odolného polymeru PE-1000.

Materiál se používá při výrobě šermířských obleků, horolezeckých uniforem, lyží, snowboardů.

Mnoho spotřebního zboží je vyrobeno z vysoce pevného polymeru. Patří mezi ně květinářství a vybavení koupelen, domácí potřeby a zahradní nářadí. Používá se k výrobě nábytku, dětských hraček, mobilních toalet, zařízení pro aranžování dětských hřišť.

Ještě užitečnější informace o vysokomolekulárním polyethylenu se můžete dozvědět z videa.