Vynikajúce vlastnosti vlákna UHMWPE

Jedinečná štruktúra UHMWPE mu dáva vynikajúce fyzikálne a chemické vlastnosti, ale flexibilná lineárna makromolekulárna štruktúra hlavného reťazca UHMWPE a jeho extrémne vysoká molekulová hmotnosť (dlhá molekulárna kostra) tiež obmedzujú proces formovania tohto materiálu. Vďaka svojmu dlhému molekulárnemu reťazcu si makromolekulárny reťazec UHMWPE po roztavení stále zachováva vysoký stupeň vzájomného zvinutia a navinutia, čo má za následok jeho vysokú viskozitu v roztavenom stave, ktorá nemôže vytvoriť viskózny tokový stav, ale vysoko elastický stav, a tavenie index je takmer 0. Preto sa extrúzia a zvlákňovacie spracovanie a spôsoby formovania bežne používané v polyetyléne nedajú dosiahnuť tavením za tepla. Zároveň je kritická rýchlosť šmyku UHMWPE vo vysoko elastickom stave nízka a viskozita taveniny je veľmi veľká, takže je ľahké urobiť povrch produktu nerovnomerným, lomeným, drsným, praskaním taveniny a inými problémy v procese extrúzie alebo vstrekovania, čo je tiež faktor, ktorý sťažuje spracovanie materiálu. V porovnaní s konvenčnými vláknami sú vlákna UHMWPE najviac znepokojené svojou vysokou pevnosťou v ťahu a modulom v ťahu, nízkou hustotou a vysokou odolnosťou proti nárazu na základe flexibilnej reťazovej štruktúry. Vlákno UHMWPE má navyše vynikajúcu izoláciu, odolnosť voči nízkym teplotám, chemickú stabilitu a hydrofóbnosť.
1 Polyetylénové vlákno s ultra vysokou molekulovou hmotnosťou, vynikajúce mechanické vlastnosti
UHMWPE vlákno má vynikajúce mechanické vlastnosti. Pri rovnakej lineárnej hustote je pevnosť v ťahu vlákna UHMWPE 15-krát väčšia ako u oceľového lana, o 40 % vyššia ako u aramidového vlákna a 10-krát väčšia ako u vysokokvalitného oceľového vlákna a bežného kompozitného vlákna. V porovnaní s oceľou, E-laminovaným sklom, nylonom, polyenamínom má vyššiu pevnosť a modul a má najvyššiu pevnosť v surovinách rovnakej kvality.
2 Polyetylénové vlákno s ultra vysokou molekulovou hmotnosťou, vynikajúca hustota a špecifická pevnosť
Hustota vlákna UHMWPE je približne {{0}},95 g/cm3 ~ 0,98 g/cm3, ktoré má nižšiu hustotu ako uhlíkové vlákno a aramidové vlákno a hustota je menšia ako hustota vody, podobne na polypropylén, je špeciálne vysokovýkonné vlákno s hustotou menšou ako voda.
Vlákno UHMWPE je druh ľahkého vlákna s vysokou pevnosťou, špecifická pevnosť je oveľa lepšia ako uhlíkové vlákno, aramid a iné špeciálne polymérové ​​vlákno.
Pevnosť v ťahu vlákna UHMWPE je približne 2,8 ~ 4N/tex (hustota vypočítaná pri 0,98 g/cm3, pevnosť v ťahu je približne 2744MPa ~ 3920MPa). Modul v ťahu je asi 91 ~ 140 N/tex (hustota vypočítaná na 0,98 g/cm3, potom je modul v ťahu asi 90 GPa ~ 137 GPa). Hoci pevnosť v ťahu vlákna UHMWPE je podobná pevnosti v ťahu špeciálnych vlákien, ako sú uhlíkové vlákna a aramid, špecifická pevnosť v ťahu UHMWPE je asi o 50 % vyššia ako pevnosť v ťahu aramidu a uhlíkových vlákien, čo je v podstate najvyššia špecifická pevnosť v ťahu polyméru. v súčasnosti špeciálne vlákno.
3 Polyetylénové vlákno s ultra vysokou molekulovou hmotnosťou, vynikajúca odolnosť proti opotrebovaniu
Vo všeobecnosti platí, že čím väčší je modul suroviny, tým nižšia je odolnosť proti opotrebeniu, no pre UHMWPE vlákno je to naopak. Pretože koeficient trenia vlákna UHMWPE je nízky, čím vyšší je modul, tým vyššia je odolnosť proti opotrebovaniu. Preto je jeho odolnosť proti opotrebeniu lepšia ako u iných vynikajúcich chemických vlákien. Vďaka svojej odolnosti proti opotrebeniu a ohybu má vynikajúce výrobné a spracovateľské vlastnosti a ľahko sa vyrába z iných polymérnych materiálov a textílií.
4 UHMWPE vlákno je odolné voči chemickej korózii
Chemická štruktúra vlákna UHMWPE je relatívne jednoduchá, fyzikálne vlastnosti sú relatívne stabilné a má tendenciu k vysokej kryštálovej štruktúre. Preto nie je ľahké napadnúť aktívny gén v silnej kyseline a zásade a len niekoľko ďalších organických chemických vodných roztokov môže spôsobiť jeho mierne napučanie a poškodenie jeho mechanických vlastností je menšie ako 10 %. Polyetylénové vlákna s ultra vysokým obsahom a aramidové vlákna majú veľmi vysokú mieru zachovania pevnosti v tlaku v rôznych chemikáliách. Odolnosť proti korózii polyetylénového vlákna s ultra vysokým obsahom je výrazne vyššia ako u aramidového vlákna. Jeho štruktúra je veľmi stabilná v kyselinách, zásadách a soliach a jeho pevnosť je narušená iba v roztoku chlórnanu sodného.
5 UHMWPE vlákno má dobrú odolnosť voči svetlu
Chemická štruktúra vlákna UHMWPE je stabilná, takže jeho odolnosť voči svetlu je najlepšia spomedzi nových chemických vlákien. Miera zachovania pevnosti vlákna UHMWPE je samozrejme vyššia ako u nylonu a miera zachovania pevnosti aramidového vlákna s vysokým a nízkym modulom je zlepšená.
6 Ďalšie vlastnosti polyetylénového vlákna s ultravysokou molekulovou hmotnosťou
UHMWPE vlákno má vynikajúcu hydrofóbnosť, odolnosť proti vlhkosti, izoláciu a životnosť. Jeho odolnosť proti vlhkosti a chladu je vynikajúca a špecifická hmotnosť je malá. Je to jediné nové chemické vlákno, ktoré môže plávať na vode a je ideálne pre vlákno s nízkou teplotou. Má však aj nevýhodu, a to nízky bod topenia. Vo výrobnom procese by teplota nemala prekročiť 130 stupňov C, inak v dôsledku slabej interakcie medzi reťazcom molekulárnej štruktúry vlákna UHMWPE spôsobí uvoľnenie napätia a skráti životnosť. Vlákna UHMWPE neobsahujú farbiace skupiny, čo ich robí slabo priepustnými a farbivá nemôžu prenikať do vlákien, čo má za následok zlé vyfarbenie. Táto chyba ovplyvňuje rozsah jeho primárneho použitia.