Yüksek moleküler ağırlıklı polietilen: tanım, özellikler, uygulamalar

2024 Yazar: Howard Calhoun | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-17 10:43

Her gün, yapay yollarla elde edilen yeni malzemeler insan faaliyet alanına girmektedir. Bunlardan biri, 1950'lerden beri ticari bir ürün haline gelen yüksek moleküler ağırlıklı polietilendir, ancak ancak şimdi gerçek bir popülerlik kazanmaktadır.

Açıklama

Yüksek moleküler ağırlıklı polietilen, bir termoplastik polimerize etilen türüdür. Başlıca özelliği çok uzun moleküler zincirlerdir. Daha iyi algılanırlar ve yükleri iletirler, onları moleküller arası etkileşimlerle "telafi eder".

Malzemenin görünümü diğer plastik türlerinden farklı değildir. Kokusuz, tatsız, toksik değildir. Renklerin tanıtılmasıyla herhangi bir renk verilebilir. Aynı zamanda onu diğer polimerlerden ayıran bir takım özelliklere de sahiptir.

Yüksek moleküler ağırlıklı polietilen, büyük darbe dayanımına sahip sert bir malzemedir. O dayanabilirönemli stresler. Nemi emmez, bu nedenle insan cildi ile etkileşime girmez ve kayganlık hissi verir. Ayrıca yüksek aşınma direncine (çelikten daha fazla) ve düşük sürtünme katsayısına sahiptir.

Yüksek moleküler ağırlıklı polietilenin özellikleri

Daha önce belirtildiği gibi, bu yüksek moleküler ağırlıklı polimerin ana özelliği uzun moleküler zincirlerdir. Ayrıca, aynı yöne yönlendirilirler. Neredeyse birbirine paralel yerleştirilmişlerdir. Bu, malzemenin gücünü açıklar.

Yüksek moleküler ağırlıklı polietilenin uzun zincirler oluşturmasına rağmen, tek tek moleküller arasındaki bağ zayıftır. Bu rakam, daha az dayanıklı olmayan Kevlar'dan daha düşük bir büyüklük sırasıdır. Bu özellik polimerin ısıya dayanıklı olmamasını sağlar - 144 santigrat derece sıcaklıkta erir.

Bu polietilen, malzemeleri reaktif ve ağır ortamlara duyarlı hale getiren esterler, aminler veya hidroksil grupları içermez. Bu sayede madde suya, neme, agresif reaktiflere, mikroorganizmalara ve UV ışınlarına maruz kalmaz.

Ana geri dönüşüm yöntemleri

Yüksek moleküler ağırlıklı polietilenin üretilmesi gereken gereksinimleri, GOST 16338-85 içerir. Onlara göre, malzemenin sentezi, metalosen katalizörlerinin monomer - etilen üzerindeki etkisiyle gerçekleştirilir. Ürünlerin doğrudan üretimi için aşağıdaki ana işleme türleri kullanılır:

1. Jel eğirme. Hammaddeçözücü ile karıştırılır. Ortaya çıkan kütle, deliklerden suya zorlanır. Ortaya çıkan filamentler, dışarı çekilirken ve solvent çıkarılarak fırınlarda pişirilir.
2. Sıcak presleme ve sinterleme. Toz halindeki kütle büyük bir kuvvetle sıkıştırılır, böylece homojen bir malzeme elde edilir. Daha sonra ısıl işleme tabi tutulur - 150-200 derece sıcaklıkta sinterlenir.
3. Pistonlu ekstrüzyon. Hammadde homojen, kauçuk benzeri bir kütleye eritilir ve daha sonra özel nozullardan sıkılır.

Jel eğirme en yaygın olanıdır. Sonuçta, bu şekilde büyük mukavemete sahip yüksek moleküler polietilen lifler elde edilir.

Askeri kullanım

Üretiminde yüksek moleküler ağırlıklı bir polimerin kullanıldığı lifler, başta kurşun geçirmez yelekler olmak üzere kişisel koruyucu ekipmanların yapımında yaygın olarak kullanılmaktadır. İpliklerin düşük özgül ağırlık ve yüksek akma mukavemeti gibi özelliklerinden dolayı (bu göstergelerin oranı çeliğe göre 7-8 kat daha fazladır), zırh hafiftir ve mermi, şarapnel ve diğer zarar verici unsurlara karşı dayanıklıdır.

Vücut zırhı, liflerin farklı açılarda üst üste uygulanmasıyla elde edilen tabakalardan yapılır. Bu teknoloji sayesinde, çok eksenli kumaşlar ortaya çıkıyor - herhangi bir yönde gerilimlere dayanabilen özel bir camsı kumaş türü. Gövde, uzuvları korumak için yüksek moleküler ağırlıklı polietilen kullanılır. Özellikleriçok eksenli kumaşlar, zırhlı araçların korunmasına ve ayrıca kesilmeye dayanıklı eldivenler oluşturmak için liflerin kullanılmasına olanak tanır.

Tıbbi uygulamalar

Tıpta, yüksek moleküler ağırlıklı polietilen esas olarak kalça eklemi ve omurga, diz eklemleri için implantlar oluşturmak için kullanılır. Bu amaçla ilk kez 1962'de kullanıldı. Ve o zamandan beri hakim olmaya başladı.

Yaygın olarak kullanılan ve modifiye edilmiş malzeme - ağ veya çapraz bağlı polimer. Yüksek moleküler ağırlıklı polietilen liflerinin, iplikleri birbirine diken gama kuantum veya elektronlarla kaplanmasıyla elde edilir. Bundan sonra, redoks kabiliyetini az altan ısıya maruz kalır.

Bu hammaddeye dayalı lifler de dikiş için kullanılır. Bu ürünlerin üretiminde lider, medikal pazarına Dyneema Purity adı verilen sütür iplikleri sağlayan DSM'dir.

Endüstriyel kullanım

İmalat piyasasına 2 cm kalınlığında yassı kütükler halinde tedarik edilen yüksek moleküler ağırlıklı polietilen levha, sektördeki en büyük uygulamayı bulmuştur. Prestij sınıfı plastik pencereler, PVC paneller ve çeşitli konfigürasyonlarda PVC profiller temelinde yapılır.

Sızdırmazlık halkalarının, yatakların üretimi, hidrolik veya yağ ortamında çalışan parçaların oluşturulması için makine mühendisliğinde veayrıca yüksek çalışma basıncına sahip pnömatik kurulumlarda, ana polimer türlerinden biri olan yüksek moleküler ağırlıklı polietilen 1000 en sık kullanılır.