Polietilena berat molekul tinggi: penerangan, sifat, aplikasi

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-17 10:36

Setiap hari, bahan baharu yang diperoleh dengan cara tiruan diperkenalkan ke dalam bidang aktiviti manusia. Salah satu daripadanya ialah polietilena berat molekul tinggi, yang telah menjadi produk komersial sejak tahun 1950-an, tetapi ia hanya kini mendapat populariti sebenar.

Penerangan

Polietilena berat molekul tinggi ialah sejenis etilena terpolimer termoplastik. Ciri utamanya ialah rantai molekul yang sangat panjang. Mereka dilihat dengan lebih baik dan menghantar beban, "mengimbangi"nya dengan interaksi antara molekul.

Penampilan bahan tidak berbeza dengan jenis plastik lain. Ia tidak berbau, tidak berasa, tidak toksik. Ia boleh diberikan sebarang warna dengan pengenalan warna. Pada masa yang sama, ia mempunyai satu set sifat yang membezakannya daripada polimer lain.

Polietilena berat molekul tinggi ialah bahan lasak dengan kekuatan hentaman yang hebat. Dia mampu bertahantekanan yang ketara. Ia tidak menyerap lembapan, sebab itu ia tidak berinteraksi dengan kulit manusia dan berasa licin. Selain itu, ia mempunyai rintangan lelasan yang tinggi (lebih daripada keluli) dan pekali geseran yang rendah.

Sifat polietilena berat molekul tinggi

Seperti yang telah dinyatakan, ciri utama polimer berat molekul tinggi ini ialah rantai molekul yang panjang. Lebih-lebih lagi, mereka berorientasikan ke arah yang sama. Mereka terletak hampir selari antara satu sama lain. Ini menerangkan kekuatan bahan.

Walaupun hakikatnya polietilena dengan berat molekul tinggi membentuk rantai panjang, ikatan antara molekul individu adalah lemah. Angka ini adalah susunan magnitud yang lebih rendah daripada Kevlar, yang juga merupakan bahan yang tidak kurang tahan lama. Ciri ini menjadikan polimer tidak tahan haba - ia cair pada suhu 144 darjah Celsius.

Polietilena ini tidak mengandungi ester, amina atau kumpulan hidroksil yang menjadikan bahan mudah terdedah kepada persekitaran reaktif dan berat. Terima kasih kepada ini, bahan tidak tertakluk kepada air, lembapan, reagen agresif, mikroorganisma dan sinaran UV.

Kaedah kitar semula utama

Keperluan mengikut mana polietilena berat molekul tinggi harus dihasilkan, GOST 16338-85 mengandungi. Menurut mereka, sintesis bahan dijalankan oleh tindakan pemangkin metalosen pada monomer - etilena. Untuk pengeluaran produk secara langsung, jenis pemprosesan utama berikut digunakan:

1. Gel berputar. Bahan mentahdicampur dengan pelarut. Jisim yang terhasil dipaksa melalui lubang ke dalam air. Filamen yang terhasil dibakar dalam tanur sambil menariknya keluar dan mengeluarkan pelarut.
2. Penekanan panas dan pensinteran. Jisim serbuk dimampatkan dengan kuat, dengan itu memperoleh bahan homogen. Kemudian ia tertakluk kepada rawatan haba - pensinteran pada suhu 150-200 darjah.
3. Penyemperitan pelocok. Bahan mentah dicairkan kepada jisim homogen seperti getah, dan kemudian diperah keluar melalui muncung khas.

Gel berputar adalah yang paling meluas. Lagipun, dengan cara ini gentian polietilena molekul tinggi dengan kekuatan hebat diperolehi.

Penggunaan tentera

Serat, untuk penghasilan polimer berat molekul tinggi digunakan, digunakan secara meluas untuk mencipta peralatan perlindungan diri, khususnya jaket kalis peluru. Disebabkan sifat benang seperti graviti tentu yang rendah dan kekuatan hasil yang tinggi (nisbah penunjuk ini adalah 7-8 kali lebih tinggi daripada keluli), perisai adalah ringan dan tahan terhadap peluru, serpihan dan unsur merosakkan lain.

Perisai badan dibuat daripada kepingan yang diperoleh dengan menggunakan gentian di atas satu sama lain pada sudut yang berbeza. Terima kasih kepada teknologi ini, fabrik berbilang paksi muncul - jenis fabrik vitreous khas yang menahan tekanan dalam sebarang arah. Polietilena berat molekul tinggi digunakan untuk melindungi batang tubuh, anggota badan. Hartanahfabrik berbilang paksi membolehkan kenderaan berperisai dilindungi, serta penggunaan gentian untuk mencipta sarung tangan tahan potong.

Aplikasi perubatan

Dalam bidang perubatan, polietilena dengan berat molekul tinggi digunakan terutamanya untuk mencipta implan untuk sendi pinggul dan tulang belakang, sendi lutut. Ia pertama kali digunakan untuk tujuan ini pada tahun 1962. Dan sejak itu mula mendominasi.

Bahan yang digunakan secara meluas dan diubah suai - mesh atau polimer bersilang. Ia diperoleh dengan membedil gentian polietilena berat molekul tinggi dengan gamma quanta atau elektron, yang menjahit benang bersama-sama. Selepas itu, ia terdedah kepada haba, yang mengurangkan keupayaan redoksnya.

Serat berasaskan bahan mentah ini juga digunakan untuk jahitan. Peneraju dalam pengeluaran produk ini ialah DSM, yang membekalkan pasaran perubatan dengan benang jahitan yang dipanggil Dyneema Purity.

Penggunaan industri

Lembaran polietilena berat molekul tinggi, yang dibekalkan kepada pasaran pembuatan dalam bilet rata setebal 2 cm, telah menemui aplikasi paling hebat dalam industri. Tingkap plastik berprestij, panel PVC dan profil PVC pelbagai konfigurasi dibuat berdasarkannya.

Dalam kejuruteraan mekanikal untuk pengeluaran gelang pengedap, galas, penciptaan bahagian yang beroperasi dalam persekitaran hidraulik atau minyak, danjuga dalam pemasangan pneumatik dengan tekanan operasi tinggi, polietilena berat molekul tinggi 1000 paling kerap digunakan - salah satu jenis polimer utama.