پلی اتیلن با وزن مولکولی بالا: توضیحات، خواص، کاربردها

2024 نویسنده: Howard Calhoun | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 10:25

هر روز مواد جدیدی که با وسایل مصنوعی به دست می آیند وارد حوزه فعالیت انسان می شوند. یکی از آنها پلی اتیلن با وزن مولکولی بالا است که از دهه 1950 به یک محصول تجاری تبدیل شد، اما اکنون محبوبیت واقعی پیدا کرده است.

شرح

پلی اتیلن با وزن مولکولی بالا نوعی اتیلن پلیمریزه ترموپلاستیک است. ویژگی اصلی آن زنجیره های مولکولی بسیار طولانی است. آنها بهتر درک می شوند و بارها را منتقل می کنند و آنها را با برهمکنش های بین مولکولی "جبران" می کنند.

ظاهر این ماده با سایر انواع پلاستیک تفاوتی ندارد. بی بو، بی مزه، غیر سمی است. با معرفی رنگ ها می توان به آن هر رنگی داد. در عین حال، دارای مجموعه ای از خواص است که آن را از سایر پلیمرها متمایز می کند.

پلی اتیلن با وزن مولکولی بالا ماده ای سخت با مقاومت ضربه ای بسیار است. او قادر به مقاومت استاسترس های قابل توجه رطوبت را جذب نمی کند، به همین دلیل با پوست انسان ارتباط برقرار نمی کند و احساس لیز می کند. علاوه بر این، دارای مقاومت سایشی بالا (بیشتر از فولاد) و ضریب اصطکاک پایین است.

خواص پلی اتیلن با وزن مولکولی بالا

همانطور که قبلاً اشاره شد، ویژگی اصلی این پلیمر با وزن مولکولی بالا زنجیره های مولکولی طولانی است. علاوه بر این، آنها در یک جهت جهت گیری می کنند. آنها تقریباً به موازات یکدیگر قرار دارند. این استحکام مواد را توضیح می دهد.

علیرغم این واقعیت که پلی اتیلن با وزن مولکولی بالا زنجیره های طولانی تشکیل می دهد، پیوند بین مولکول های فردی ضعیف است. این رقم یک مرتبه قدر کمتر از کولار است که ماده ای با دوام کمتر نیست. این ویژگی باعث می شود پلیمر در برابر حرارت مقاوم نباشد - در دمای 144 درجه سانتیگراد ذوب می شود.

این پلی اتیلن فاقد استر، آمین یا گروه های هیدروکسیل است که مواد را در برابر محیط های واکنش پذیر و سنگین حساس می کند. به همین دلیل، این ماده در معرض آب، رطوبت، معرف های تهاجمی، میکروارگانیسم ها و اشعه ماوراء بنفش قرار نمی گیرد.

روشهای اصلی بازیافت

الزاماتی که بر اساس آن پلی اتیلن با وزن مولکولی بالا باید تولید شود، GOST 16338-85 شامل است. به گفته آنها، سنتز مواد با عمل کاتالیزورهای متالوسن روی مونومر - اتیلن انجام می شود. برای تولید مستقیم محصولات، از انواع اصلی پردازش زیر استفاده می شود:

1. ژل ریسی. ماده خاممخلوط با حلال جرم حاصل از سوراخ ها به آب وارد می شود. رشته های به دست آمده در حالی که آنها را بیرون می کشند و حلال را خارج می کنند در کوره ها پخته می شوند.
2. پرس و تف جوشی داغ. توده پودری با نیروی زیادی فشرده می شود و در نتیجه یک ماده همگن به دست می آید. سپس تحت عملیات حرارتی - تف جوشی در دمای 150-200 درجه قرار می گیرد.
3. اکستروژن پلانجر. مواد خام به یک توده همگن و لاستیک مانند ذوب می شود و سپس از طریق نازل های مخصوص خارج می شود.

ژل ریسی گسترده ترین است. به هر حال، از این طریق است که الیاف پلی اتیلن با مولکولی بالا با استحکام بالا به دست می آید.

استفاده نظامی

الیاف، که برای تولید آنها از پلیمر با وزن مولکولی بالا استفاده می شود، به طور گسترده ای برای ایجاد تجهیزات محافظ شخصی، به ویژه جلیقه های ضد گلوله استفاده می شود. با توجه به خواص رزوه ها مانند وزن مخصوص کم و استحکام تسلیم بالا (نسبت این نشانگرها 7-8 برابر بیشتر از فولاد است)، زره سبک و در برابر گلوله، ترکش و سایر عناصر آسیب رسان مقاوم است.

زره بدن از ورقه هایی ساخته می شود که با اعمال الیاف روی هم در زوایای مختلف به دست می آیند. به لطف این فناوری، پارچه های چند محوری ظاهر می شوند - نوع خاصی از پارچه های شیشه ای که تنش ها را در هر جهت تحمل می کنند. پلی اتیلن با وزن مولکولی بالا برای محافظت از تنه، اندام ها استفاده می شود. خواصپارچه های چند محوری امکان محافظت از وسایل نقلیه زرهی و همچنین استفاده از الیاف برای ایجاد دستکش های مقاوم در برابر برش را فراهم می کنند.

کاربردهای پزشکی

در پزشکی، پلی اتیلن با وزن مولکولی بالا عمدتاً برای ایجاد ایمپلنت برای مفصل ران و ستون فقرات، مفاصل زانو استفاده می شود. اولین بار در سال 1962 برای این منظور مورد استفاده قرار گرفت. و از آن زمان شروع به تسلط کرد.

مواد پرکاربرد و اصلاح شده - مش یا پلیمری با پیوند متقابل. از پوسته پوشاندن الیاف پلی اتیلن با وزن مولکولی بالا با کوانتاهای گاما یا الکترون ها به دست می آید که نخ ها را به هم می دوزند. پس از آن در معرض گرما قرار می گیرد که باعث کاهش توانایی ردوکس آن می شود.

الیاف بر پایه این ماده اولیه برای بخیه زدن نیز استفاده می شود. پیشرو در تولید این محصولات DSM است که نخ های بخیه به نام Dyneema Purity را به بازار پزشکی عرضه می کند.

کاربرد صنعتی

ورق پلی اتیلن با وزن مولکولی بالا که در بیلت های تخت به ضخامت ۲ سانتی متر به بازار تولید عرضه می شود بیشترین کاربرد را در صنعت پیدا کرده است.پنجره های پلاستیکی کلاس پرستیژ، پانل های پی وی سی و پروفیل های پی وی سی با پیکربندی های مختلف بر اساس آن ساخته شده اند.

در مهندسی مکانیک برای تولید حلقه های آب بندی، یاتاقان ها، ایجاد قطعاتی که در محیط هیدرولیک یا روغن کار می کنند وهمچنین در تاسیسات پنوماتیکی با فشار عملیاتی بالا، پلی اتیلن 1000 با وزن مولکولی بالا بیشتر استفاده می شود - یکی از انواع اصلی پلیمرها.