Angielska nazwa polietylenu o ultra wysokiej masie cząsteczkowej jest „ultra wysoka cząsteczka polietylen”. Jest to najwyższy rodzaj dostępnego polietylenu i może być stosowany w trudnych środowiskach pracy i do różnych celów. Ma bardzo dobre zastosowanie w wielu trudnych warunkach aplikacji.
Ultra-wysoka masa cząsteczkowa jest charakterystyczną cechą tego polimeru o masie cząsteczkowej od 3 do 6 milionów, podczas gdy żywica polietylenowa o dużej gęstości ma tylko 300, 000 do 500, 000. Różnica ta zapewnia, że polietylen o ultra wysokiej masie cząsteczkowej ma wystarczającą wytrzymałość, aby osiągnąć odporność na zużycie i odporność na uderzenie, których nie mogą posiadać inne niższe produkty polimerowe. Ultra-wysoka masa cząsteczkowa ultra-wysokiej masy cząsteczkowej polietylenu oznacza, że nie topi się i przepływa jak ciecz, a zatem metoda przetwarzania pochodzi z technologii metali proszkowych. Tradycyjne techniki przetwarzania tworzyw sztucznych, takie jak formowanie wtryskowe, formowanie ciosu i termootumptowanie, nie można zastosować do polietylenu o ultra wysokiej masie cząsteczkowej. Formowanie wytłaczania jest najczęstszą techniką przetwarzania stosowaną do tego typu żywicy, a produkty wytwarzane w ten sposób mają większą wytrzymałość.
Wprowadzenie funkcji
Niezwykle wysoka masa cząsteczkowa UHMWPE wypowiada ją z doskonałą wydajnością. Ponadto jest to termoplastyczny plastik inżynierski o umiarkowanej cenie i doskonałej wydajności. Prawie łączy zalety różnych tworzyw sztucznych. Ma kompleksowe właściwości, takie jak odporność na zużycie, odporność na uderzenie, samookaleczenie, odporność na korozję, wchłanianie energii przez uderzenie, odporność na niską temperaturę, higiena i nietoksyczność, nietkodliwość, absorpcja nie wody i niska gęstość, które są nieporównywalne dla zwykłego polietylenowego i innych produktów inżynieryjnych. W rzeczywistości nie ma jednego materiału polimerowego, który ma tak wiele doskonałych właściwości.
Odporność na zużycie
Odporność na zużycie UHMWPE zajmuje pierwsze miejsce wśród tworzyw sztucznych i przewyższa odporność niektórych metali. Rycina 1 pokazuje porównanie odporności na zużycie między UHMWPE a innymi materiałami. Jak widać na rycinie 1, w porównaniu z innymi tworzywami inżynierskimi, wskaźnik ścierania zaprawy UHMWPE wynosi tylko 1\/5 wskaźnika PA66 i 1\/10 HEPE i PVC. W porównaniu z metalami jest to 1\/7 stali węglowej i 1\/27 mosiądzu. Tak wysoka odporność na zużycie utrudnia przetestowanie stopnia odporności na zużycie na podstawie ogólnej metody testu zużycia plastikowego. Dlatego specjalnie zaprojektowano urządzenie testowe zużycia zawiesiny. Odporność na zużycie UHMWPE jest wprost proporcjonalna do jego maski cząsteczkowej. Im wyższa masa cząsteczkowa, tym lepsza odporność na zużycie.
Odporność na uderzenie
Siła uderzenia UHMWPE plasuje się na szczycie wszystkich tworzyw sztucznych inżynierii. Ryc. 2 pokazuje porównanie wytrzymałości uderzenia UHMWPE z innymi tworzywami inżynierskimi. Z ryc. 2 można zauważyć, że wytrzymałość uderzenia UHMWPE jest około dwa razy większa niż na PC odpornym na uderzenie, pięciokrotnie niż w przypadku ABS i ponad dziesięć razy większej niż POM i PBTP. Jego odporność na uderzenie jest tak wysoka, że trudno jest złamać i porażkę przy użyciu zwykłych metod testu uderzenia. Jego wytrzymałość uderzenia wzrasta wraz ze wzrostem masy cząsteczkowej, osiąga maksymalną wartość, gdy masa cząsteczkowa wynosi 1,5 miliona, a następnie stopniowo maleje wraz ze wzrostem masy cząsteczkowej. Warto zauważyć, że może zachować doskonałą wytrzymałość uderzenia nawet w ciekłym azocie (-195), właściwości, której nie mają inne tworzywa sztuczne. Ponadto jego twardość powierzchni jest wyższa po wielokrotnych uderzeniach.
Własność samoziarniskowa
UHMWPE ma wyjątkowo niski współczynnik tarcia ({{0}}. 05 do 0.11), więc ma doskonałe właściwości samozarowicia. Tabela 1 pokazuje porównanie współczynników tarcia między UHMWPE a innymi tworzywami inżynieryjnymi. Jak widać z tabeli 1, współczynnik tarcia kinetycznego UHMWPE w warunkach osłoniętych wodą wynosi połowę większego niż PA66 i POM, a w warunkach niezbadanych, jest drugie tylko z politetrafluoroetylenem (PTFE), który ma najlepszą własność samookrywającą wśród tworzyw. Kiedy działa w postaci ślizgowej lub obrotowej, jego smar jest nawet lepszy niż w przypadku stali i mosiądzu po smarowaniu olejem. Dlatego w dziedzinie trybologii UHMWPE jest okrzyknięty materiałem tarcia o niezwykle idealnym stosunku kosztów\/wydajności.
Odporność chemiczna
UHMWPE ma doskonałą odporność chemiczną. Z wyjątkiem silnych roztworów kwaśnych utleniających, może odpierać różne pożywki korozyjne (kwasy, alkalis, sole) i pożywki organiczne (z wyjątkiem rozpuszczalników herbaty) w określonej temperaturze i stężeniu. Zanurzono go w 80 rodzajach rozpuszczalników organicznych o 20 stopni i 80 stopni przez 30 dni. Na powierzchni nie było nienormalnych zjawisk, a inne właściwości fizyczne pozostały prawie niezmienione.
Wpływ wchłaniania energii
UHMWPE ma doskonałe właściwości absorpcji energii, z najwyższą wartością absorpcji energii wśród wszystkich tworzyw sztucznych. Dlatego ma bardzo dobrą wydajność tłumienia hałasu i doskonały efekt redukcji hałasu.
Odporność na niską temperaturę
UHMWPE ma doskonałą oporność o niskiej temperaturze i pozostaje plastyczna w temperaturze ciekłej helu (-269), dlatego może być stosowany jako komponent odporny na niską temperaturę w przemyśle jądrowym.
Higieniczny i nietoksyczny
UHMWPE jest higieniczny i nietoksyczny i może być stosowany w kontakcie z żywnością i medycyną.
Nieprzestrzeni
Wydajność adsorpcji powierzchni UHMWPE jest bardzo słaba, a jego zdolność antytickingowa jest drugą tylko po PTFE, która ma najlepszą nieruchomość, nietopeczkową wśród tworzyw sztucznych. Dlatego powierzchnia produktu nie jest łatwa do trzymania się innych materiałów.
Niski wchłanianie wody
Szybkość absorpcji wody UHMWPE jest bardzo niska. Zasadniczo jest to mniejsze niż 0. 01%, tylko 1% PA66, więc przedstawienie przetwarzania na ogół nie jest wymagane przed formowaniem.
Gęstość
Gęstość UHMWPE jest stosunkowo niska w porównaniu z innymi tworzywami inżynierskimi.
Wytrzymałość na rozciąganie
Ze względu na charakterystykę strukturalną niezbędną do orientacji na rozciąganie UHMWPE, ma niezrównaną wytrzymałość na rozciąganie. Dlatego włókna o ultra-wysokim module sprężystym i wytrzymałości można uzyskać poprzez wirowanie żelowe, o wytrzymałości na rozciąganie tak wysokiej do 3 do 3,5 gpa i modułu sprężystego rozciągania od 100 do 125 gPa. Specyficzna wytrzymałość włókien jest najwyższa wśród wszystkich komercjalizowanych włókien, co jest czterokrotnie większe niż w włóknie węglowym, dziesięć razy większą niż w drucie stalowym i 50% większa niż w przypadku włókna aramidowego.
