Жоғары молекулалық полиэтилен: сипаттамасы, қасиеттері, қолданылуы

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2023-12-17 10:33

Күн сайын адам қызметінің саласына жасанды жолмен алынған жаңа материалдар енгізілуде. Солардың бірі 1950 жылдардан бері коммерциялық өнімге айналған жоғары молекулалық полиэтилен, бірақ ол қазір ғана нағыз танымалдылыққа ие болуда.

Сипаттамасы

Жоғары молекулалық полиэтилен – термопластикалық полимерленген этиленнің бір түрі. Оның басты ерекшелігі өте ұзын молекулалық тізбектер. Олар жақсырақ қабылданады және жүктемені өткізеді, оларды молекулааралық өзара әрекеттесу арқылы «өтемдейді».

Материалдың сыртқы түрі пластиктің басқа түрлерінен еш айырмашылығы жоқ. Ол иіссіз, дәмсіз, улы емес. Түстерді енгізу арқылы оған кез келген түсті беруге болады. Сонымен бірге оның басқа полимерлерден ерекшеленетін қасиеттері бар.

Молекулярлық салмағы жоғары полиэтилен – соққыға төзімділігі жоғары берік материал. Ол төзе аладыелеулі кернеулер. Ол ылғалды сіңірмейді, сондықтан ол адам терісімен әрекеттеспейді және тайғақ сезінеді. Бұған қоса, оның тозуға төзімділігі жоғары (болаттан жоғары) және үйкеліс коэффициенті төмен.

Жоғары молекулалы полиэтиленнің қасиеттері

Жоғарыда айтылғандай, бұл жоғары молекулалық полимердің басты ерекшелігі - ұзын молекулалық тізбектер. Оның үстіне олар бір бағытқа бағытталған. Олар бір-біріне дерлік параллель орналасқан. Бұл материалдың беріктігін түсіндіреді.

Жоғары молекулалық полиэтилен ұзын тізбектер түзетініне қарамастан, жеке молекулалар арасындағы байланыс әлсіз. Бұл көрсеткіш кем емес берік материал болып табылатын Кевлар деңгейінен төмен шама. Бұл мүмкіндік полимерді ыстыққа төзімді емес етеді - ол 144 градус Цельсий температурасында балқиды.

Бұл полиэтиленде материалдарды реактивті және ауыр орталарға сезімтал ететін күрделі эфирлер, аминдер немесе гидроксил топтары жоқ. Осының арқасында зат суға, ылғалға, агрессивті реагенттерге, микроорганизмдерге және ультракүлгін сәулелерге ұшырамайды.

Негізгі қайта өңдеу әдістері

МЕМСТ 16338-85 жоғары молекулалық полиэтиленді өндіруге қойылатын талаптарды қамтиды. Олардың пікірінше, материалдың синтезі металлоцен катализаторларының мономер – этиленге әсер етуі арқылы жүзеге асады. Өнімдерді тікелей өндіру үшін өңдеудің келесі негізгі түрлері қолданылады:

1. Гельді айналдыру. Шикізат материалеріткішпен араласады. Алынған масса саңылаулар арқылы суға түседі. Алынған жіптерді сорып алу және еріткішті алу кезінде пештерде күйдіріледі.
2. Ыстық престеу және агломерация. Ұнтақты масса үлкен күшпен қысылады, осылайша біртекті материал алынады. Содан кейін термиялық өңдеуге ұшырайды - 150-200 градус температурада агломерациялау.
3. Поршеньді экструзия. Шикізат біртекті, резеңке тәрізді массаға дейін балқытылады, содан кейін арнайы саптамалар арқылы сығып шығарылады.

Гельді айналдыру - ең кең таралған. Өйткені, үлкен беріктігі бар жоғары молекулалы полиэтилен талшықтары дәл осылай алынады.

Әскери қолдану

Өндірісінде жоғары молекулалық полимер қолданылатын талшықтар жеке қорғаныс құралдарын, атап айтқанда оқ өткізбейтін кеудешелерді жасау үшін кеңінен қолданылады. Жіптердің төмен меншікті салмағы және жоғары аққыштық беріктігі (бұл көрсеткіштердің арақатынасы болаттан 7-8 есе жоғары) сияқты қасиеттеріне байланысты сауыт жеңіл және оқтарға, сынықтарға және басқа да зақымдайтын элементтерге төзімді.

Бронды әр түрлі бұрыштарда бір-бірінің үстіне талшықтарды жағу арқылы алынған парақтардан жасалған. Осы технологияның арқасында көп осьті маталар пайда болады - кез келген бағытта кернеулерге төтеп беретін шыны тәрізді матаның ерекше түрі. Денені, аяқ-қолды қорғау үшін жоғары молекулалық полиэтилен қолданылады. Қасиеттеркөп осьті маталар брондалған көліктерді қорғауға, сондай-ақ кесуге төзімді қолғаптар жасау үшін талшықтарды пайдалануға мүмкіндік береді.

Медициналық қолданбалар

Медицинада жоғары молекулалы полиэтилен негізінен жамбас буыны мен омыртқа, тізе буындарына импланттарды жасау үшін қолданылады. Ол алғаш рет 1962 жылы осы мақсатта қолданылған. Содан бері үстемдік ете бастады.

Кеңінен қолданылатын және модификацияланған материал - тор немесе көлденең байланысқан полимер. Ол жоғары молекулалы полиэтилен талшықтарын гамма кванттармен немесе жіптерді біріктіретін электрондармен қаптау арқылы алынады. Осыдан кейін ол қызуға ұшырайды, бұл оның тотығу-тотықсыздану қабілетін төмендетеді.

Осы шикізатқа негізделген талшықтар тігу үшін де қолданылады. Бұл өнімдерді өндіруде көшбасшы DSM болып табылады, ол медициналық нарықты Dyneema Purity деп аталатын тігіс жіптерімен қамтамасыз етеді.

Өнеркәсіптік пайдалану

Өндіріс нарығына қалыңдығы 2 см жалпақ дайындамалар түрінде жеткізілетін жоғары молекулалық полиэтилен жабындары өнеркәсіпте ең көп қолдануды тапты. Престиж класындағы пластикалық терезелер, ПВХ панельдері және әртүрлі конфигурациядағы ПВХ профильдері оның негізінде жасалған.

Машина жасауда тығыздағыш сақиналарды, мойынтіректерді өндіруге, гидравликалық немесе майлы ортада жұмыс істейтін бөлшектерді жасауға жәнесонымен қатар жоғары жұмыс қысымы бар пневматикалық қондырғыларда жоғары молекулалық массасы полиэтилен 1000 жиі пайдаланылады - полимердің негізгі түрлерінің бірі.