Izvrsna svojstva UHMWPE vlakana

Jedinstvena struktura UHMWPE-a daje izvrsna fizikalna i kemijska svojstva, ali fleksibilna linearna makromolekularna struktura okosnice UHMWPE-a i njegova iznimno velika molekularna težina (dugačka molekularna okosnica) također ograničavaju proces oblikovanja ovog materijala. Zbog svog dugog molekularnog lanca, UHMWPE makromolekularni lanac još uvijek održava visok stupanj uzajamnog uvijanja i stanja namotavanja nakon taljenja, što rezultira njegovom visokom viskoznošću u rastaljenom stanju, koje ne može formirati viskozno tečno stanje, već visoko elastično stanje, i taljenje indeks je skoro 0. Stoga se metode ekstruzije i predenja te metode oblikovanja koje se obično koriste u polietilenu ne mogu postići toplim taljenjem. U isto vrijeme, kritična brzina smicanja UHMWPE u visoko elastičnom stanju je niska, a viskoznost taline je vrlo velika, tako da je lako učiniti površinu proizvoda neravnom, savijati, hrapavu, pucati u taljini i drugo problemi u procesu ekstruzije ili injekcijskog prešanja, što je također faktor koji otežava obradu materijala. U usporedbi s konvencionalnim vlaknima, UHMWPE vlakna su najviše zabrinuta zbog svoje visoke zatezne čvrstoće i zateznog modula, niske gustoće i velike otpornosti na udarce na temelju fleksibilne lančane strukture. Osim toga, UHMWPE vlakno ima izvrsnu izolaciju, otpornost na niske temperature, kemijsku stabilnost i hidrofobnost.
1 Polietilensko vlakno ultravisoke molekularne težine izvrsna mehanička svojstva
UHMWPE vlakno ima izvrsna mehanička svojstva. Pod istom linearnom gustoćom, vlačna čvrstoća UHMWPE vlakana je 15 puta veća od čelične užadi, 40% veća od aramidnih vlakana i 10 puta veća od visokokvalitetnih čeličnih vlakana i običnih kompozitnih vlakana. U usporedbi s čelikom, E-laminiranim staklom, najlonom, polienaminom, ima veću čvrstoću i modul te ima najveću čvrstoću u sirovinama iste kvalitete.
2 Polietilensko vlakno ultravisoke molekularne težine izvrsne gustoće i specifične čvrstoće
Gustoća UHMWPE vlakana je oko {{0}}.95g/cm3 ~ 0,98g/cm3, što ima nižu gustoću od karbonskih vlakana i aramidnih vlakana, a gustoća je manja od gustoće vode, slično na polipropilen, posebno je vlakno visokih performansi s gustoćom manjom od vode.
UHMWPE vlakno je vrsta laganog vlakna visoke čvrstoće, specifična čvrstoća je mnogo bolja od karbonskih vlakana, aramida i drugih posebnih polimernih vlakana.
Vlačna čvrstoća UHMWPE vlakana je oko 2,8 ~ 4N/tex (gustoća izračunata na 0.98g/cm3, vlačna čvrstoća je oko 2744MPa ~ 3920MPa). Vlačni modul je oko 91 ~ 140 N/tex (gustoća izračunata na 0,98 g/cm3, tada je vlačni modul oko 90 GPa ~ 137 GPa). Iako je vlačna čvrstoća UHMWPE vlakana slična onoj posebnih vlakana kao što su ugljična vlakna i aramid, specifična vlačna čvrstoća UHMWPE je oko 50% veća od one od aramida i ugljičnih vlakana, što je u osnovi najveća specifična vlačna čvrstoća polimera trenutno posebna vlakna.
3 Polietilenska vlakna ultravisoke molekularne težine izvrsna otpornost na trošenje
Općenito, što je veći modul sirovine, to je manja otpornost na habanje, ali za UHMWPE vlakna je suprotno. Budući da je koeficijent trenja UHMWPE vlakana nizak, što je veći modul, to je veća otpornost na trošenje. Stoga je njegova otpornost na habanje bolja od ostalih izvrsnih kemijskih vlakana. Zbog otpornosti na trošenje i savijanje, ima izvrsna proizvodna i preradbena svojstva te je jednostavan za izradu drugih polimernih materijala i tekstila.
4 UHMWPE vlakno je otporno na kemijsku koroziju
Kemijska struktura UHMWPE vlakana je relativno jednostavna, fizička svojstva su relativno stabilna i ima tendenciju visoke kristalne strukture. Stoga, aktivni gen u jakoj kiselini i bazi nije lako napasti, a samo nekoliko drugih organskih kemijskih vodenih otopina može ga malo nabubriti, a oštećenje njegovih mehaničkih svojstava je manje od 10%. Polietilenska vlakna s ultra visokim sadržajem i aramidna vlakna imaju vrlo visoke stope zadržavanja tlačne čvrstoće u različitim kemikalijama. Otpornost na koroziju polietilenskih vlakana ultravisokog udjela znatno je veća od one aramidnih vlakana. Struktura mu je vrlo stabilna u kiselinama, bazama i solima, a čvrstoća se narušava samo u otopini natrijeva hipoklorita.
5 UHMWPE vlakno ima dobru otpornost na svjetlost
Kemijska struktura UHMWPE vlakana je stabilna, tako da je i njihova otpornost na svjetlo najbolja među novim kemijskim vlaknima. Stopa zadržavanja čvrstoće UHMWPE vlakana očito je viša nego kod najlona, ​​a stopa zadržavanja čvrstoće aramidnih vlakana visokog i niskog modula je poboljšana.
6 Ostala svojstva polietilenskih vlakana ultravisoke molekularne mase
UHMWPE vlakno ima izvrsnu hidrofobnost, otpornost na vlagu, izolaciju i vijek trajanja. Njegova otpornost na vlagu i hladnoću je izvrsna, a specifična težina je mala. To je jedino novo kemijsko vlakno koje može plutati na vodi, a idealno je za vlakna niskih temperatura. Međutim, ima i nedostatak, naime nisko talište. U proizvodnom procesu, temperatura ne bi smjela prijeći 130 stupnjeva C, inače će, zbog slabe interakcije između lanca molekularne strukture UHMWPE vlakana, uzrokovati opuštanje naprezanja i skratiti životni vijek. UHMWPE vlakna nemaju skupine boja, što ih čini slabo propusnim, a boje ne mogu prodrijeti u vlakna, što rezultira lošom bojom. Ovaj nedostatak utječe na opseg njegove primarne upotrebe.