Εξαιρετικά υψηλού μοριακού βάρους ίνες πολυαιθυλενίου, οι τρεις κύριες ίνες υψηλής τεχνολογίας στον κόσμο
Τι είναι το UHMWPE Fiber;
Η ίνα πολυαιθυλενίου εξαιρετικά υψηλού μοριακού βάρους αναφέρεται ως ίνα UHMWPE, γνωστή και ως ίνα πολυαιθυλενίου υψηλής αντοχής υψηλού συντελεστή, η οποία είναι ένα μη διακλαδισμένο γραμμικό πολυαιθυλένιο με μοριακό βάρος μεγαλύτερο από 1,5 εκατομμύριο. Μαζί με τις ίνες άνθρακα και τις ίνες αραμιδίου, ονομάζεται «οι τρεις κύριες ίνες υψηλής τεχνολογίας στον κόσμο».
Η ίνα UHMWPE είναι η ισχυρότερη και πιο σκληρή ίνα στον κόσμο. Όπως λέει και η παροιμία: «Λεπτό σαν το χαρτί, τόσο σκληρό όσο το ατσάλι», η δύναμή του είναι 15 φορές μεγαλύτερη από αυτή του χάλυβα και αυτή τη στιγμή είναι το κύριο υλικό για την κατασκευή θωράκισης σώματος.
01
Εξαιρετικές μηχανικές ιδιότητες της ίνας UHMWPE
Στην περίπτωση της ίδιας γραμμικής πυκνότητας, η αντοχή της ίνας πολυαιθυλενίου εξαιρετικά υψηλού μοριακού βάρους έναντι τάνυσης είναι 15 φορές μεγαλύτερη από αυτή του χαλύβδινου συρματόσχοινου. Είναι 40 τοις εκατό υψηλότερο από τις ίνες αραμιδίου, που είναι μία από τις «τρεις κύριες ίνες υψηλής τεχνολογίας στον κόσμο», και 10 φορές υψηλότερο από τις υψηλής ποιότητας ίνες χάλυβα και τις συνηθισμένες χημικές ίνες. Σε σύγκριση με τον χάλυβα, το E-glass, το νάιλον, την πολυεναμίνη, τις ίνες άνθρακα και τις ίνες βορίου, η αντοχή και το μέτρο του είναι υψηλότερα από αυτές τις ίνες και είναι το ισχυρότερο μεταξύ των υλικών της ίδιας ποιότητας.
Σύνθετο οικοσύστημα
Προώθηση της ψηφιοποίησης, διαδικτυακής και ευφυΐας της βιομηχανίας σύνθετων υλικών, οικοδόμηση από κοινού οικοσυστήματος σύνθετων υλικών και προώθηση της βιομηχανικής αναβάθμισης
02
Εξαιρετική αντοχή στην κρούση ινών πολυαιθυλενίου εξαιρετικά υψηλού μοριακού βάρους
Οι ίνες πολυαιθυλενίου εξαιρετικά υψηλού μοριακού βάρους έχουν εξαιρετική αντοχή στην κρούση και η ικανότητά της να απορροφά ενέργεια και να αντιστέκεται στην κρούση κατά τη διαδικασία παραμόρφωσης και διαμόρφωσης είναι υψηλότερη από αυτή των ινών αραμιδίου και των ινών άνθρακα, που είναι επίσης «τα τρία κύρια στον κόσμο υψηλής τεχνολογίας ίνες». . Σε σύγκριση με το πολυαμίδιο, το αραμίδιο, τις ίνες γυαλιού E, τις ίνες άνθρακα και το αραμίδιο, οι ίνες UHMWPE έχουν υψηλότερη συνολική απορρόφηση ενέργειας από την κρούση.
03
Εξαιρετική αντοχή στη φθορά των ινών UHMWPE
Συγκρίνοντας τον συντελεστή τριβής των ινών UHMWPE με εκείνους των ινών άνθρακα και των ινών αραμιδίου, η αντίσταση στη φθορά και η κόπωση σε κάμψη των ινών UHMWPE είναι πολύ υψηλότερες από αυτές των ινών άνθρακα και των ινών αραμιδίου. Επομένως, η αντοχή του στη φθορά είναι καλύτερη από άλλες ίνες υψηλής απόδοσης. Επίσης, λόγω της ανώτερης αντοχής στη φθορά και της αντοχής στην κάμψη, η απόδοση επεξεργασίας του είναι επίσης ανώτερη και είναι εύκολο να κατασκευαστούν άλλα σύνθετα υλικά και υφάσματα.
04
Χημική αντοχή των ινών UHMWPE
Η χημική δομή της ίνας πολυαιθυλενίου εξαιρετικά υψηλού μοριακού βάρους είναι σχετικά απλή και οι χημικές της ιδιότητες είναι σχετικά σταθερές. Οι περισσότερες από τις χημικές ουσίες δεν είναι εύκολο να το διαβρώσουν. Μόνο μερικά οργανικά διαλύματα μπορούν να το διογκώσουν ελαφρώς και η απώλεια των μηχανικών ιδιοτήτων του είναι μικρότερη από 100 τοις εκατό. δέκα. Συγκρίθηκε ο ρυθμός συγκράτησης της αντοχής της ίνας πολυαιθυλενίου εξαιρετικά υψηλού μοριακού βάρους και της ίνας αραμιδίου σε διαφορετικά χημικά μέσα. Η αντοχή στη διάβρωση των ινών πολυαιθυλενίου εξαιρετικά υψηλού μοριακού βάρους είναι προφανώς υψηλότερη από αυτή των ινών αραμιδίου. Η δομή της ιδιότητάς του είναι ιδιαίτερα σταθερή σε οξύ, αλκάλιο και αλάτι και η δύναμή του χάνεται μόνο σε διάλυμα υποχλωριώδους νατρίου.
05
Καλή αντοχή στο φως της ίνας UHMWPE
Επειδή η χημική δομή των ινών πολυαιθυλενίου εξαιρετικά υψηλού μοριακού βάρους είναι σταθερή, η αντίσταση στο φως είναι επίσης η ανώτερη μεταξύ των ινών υψηλής τεχνολογίας. Οι ίνες αραμιδίου δεν είναι ανθεκτικές στην υπεριώδη ακτινοβολία και πρέπει να χρησιμοποιούνται μόνο όταν προστατεύονται από το άμεσο ηλιακό φως. Συγκρίνοντας ίνες πολυαιθυλενίου υπερυψηλού μοριακού βάρους με νάιλον, αραμίδια υψηλού συντελεστή και χαμηλού συντελεστή, ο ρυθμός διατήρησης αντοχής των ινών πολυαιθυλενίου υπερυψηλού μοριακού βάρους είναι σημαντικά υψηλότερος από άλλες ίνες.
06
Άλλες ιδιότητες της ίνας UHMWPE
Οι ίνες πολυαιθυλενίου εξαιρετικά υψηλού μοριακού βάρους έχουν επίσης καλές υδρόφοβες ιδιότητες, αντοχή στο νερό και την υγρασία, ιδιότητες ηλεκτρικής μόνωσης και μεγάλη διάρκεια κάμψης. Η αντοχή του στο νερό και η αντοχή σε χαμηλές θερμοκρασίες είναι εξαιρετική και το ειδικό του βάρος είναι μικρό. Είναι η μόνη ίνα υψηλής τεχνολογίας που μπορεί να επιπλέει στο νερό και είναι επίσης ένα ιδανικό υλικό χαμηλής θερμοκρασίας. Έχει όμως και τα μειονεκτήματά του, δηλαδή το σημείο τήξης του είναι χαμηλό. Κατά την επεξεργασία του, η θερμοκρασία δεν πρέπει να υπερβαίνει τους 130 βαθμούς, διαφορετικά θα προκαλέσει φαινόμενο ερπυσμού και θα μειώσει τη διάρκεια ζωής λόγω της ασθενής δύναμης μεταξύ των μοριακών αλυσίδων μεταξύ των ινών πολυαιθυλενίου εξαιρετικά υψηλού μοριακού βάρους. Δεν υπάρχει ομάδα χρωστικής στις ίνες πολυαιθυλενίου εξαιρετικά υψηλού μοριακού βάρους, γεγονός που την καθιστά φτωχή στη διαβρεξιμότητα και είναι δύσκολο για τη βαφή να διεισδύσει στην ίνα, με αποτέλεσμα κακή βαφή. Αυτές οι ελλείψεις επηρεάζουν το εύρος του πεδίου εφαρμογής του.
Προοπτική ανάπτυξης και πεδίο εφαρμογής ινών πολυαιθυλενίου εξαιρετικά υψηλού μοριακού βάρους
Τα κύρια προϊόντα εφαρμογής της ίνας UHMWPE στον τομέα των προστατευτικών υλικών είναι θωράκιση σώματος, αλεξίσφαιρη θωράκιση, αλεξίσφαιρα ρούχα, ανθεκτικά στην κοπή ρούχα, ανθεκτικά στην κοπή γάντια, κράνη, προστασία κουτιών φορτίου κ.λπ.
Επειδή το UHMWPE έχει όγκο και μάζα μόνο 970 kg/m και μπορεί να επιπλέει στην επιφάνεια του νερού και έχει υψηλή αντοχή σε εφελκυσμό, δεν φοβάται τα τσιμπήματα ψαριών, δεν έχει σκουριά και είναι αντι-υπεριώδης, επομένως χρησιμοποιείται ευρέως στην προετοιμασία καλωδίων αγκύρωσης για μεγάλα πλοία και σχοινιών πρόσδεσης για πλατφόρμες ανοικτής θαλάσσης. συρματόσχοινα, μεγάλα θαλάσσια δίχτυα και πετονιές κ.λπ. Με τη συνεχή ανάπτυξη της υπεράκτιας βιομηχανίας πετρελαίου, θαλάσσιας αλιείας και ναυτικής κατασκευής της χώρας μου, η εφαρμογή ινών UHMWPE στα παραπάνω πεδία αυξάνεται.
