Τι είναι το UHMWPE Fiber;
Η ίνα πολυαιθυλενίου εξαιρετικά υψηλού μοριακού βάρους αναφέρεται ως ίνα UHMWPE, γνωστή και ως ίνα πολυαιθυλενίου υψηλής αντοχής. Το μοριακό του βάρος κυμαίνεται μεταξύ 1,5 και 8 εκατομμυρίων, δηλαδή δεκάδες φορές από αυτό των συνηθισμένων ινών, που είναι και η προέλευση του ονόματός του.
Η ίνα UHMWPE είναι μία από τις τρεις κύριες ίνες υψηλής τεχνολογίας στον κόσμο σήμερα και είναι επίσης η πιο σκληρή ίνα στον κόσμο. Η δύναμή του είναι 15 φορές μεγαλύτερη από αυτή του χάλυβα και 2 φορές μεγαλύτερη από τις ίνες άνθρακα και το Fang 1414. Αυτή τη στιγμή είναι το κύριο υλικό για την κατασκευή θωράκισης σώματος.
Η ίνα UHMWPE έχει απαράμιλλα πλεονεκτήματα απόδοσης. Προς το παρόν, δεν υπάρχει καθαρό πολυμερές υλικό με τόσες εξαιρετικές ιδιότητες, που να έχει τη φήμη του «Βασιλιά των Πλαστικών».
Η ίνα UHMWPE είναι ελαφριά, με πυκνότητα μόνο 0,97 glem' και έχει ισχυρή χημική αδράνεια. Τα ισχυρά όξινα και αλκαλικά διαλύματα και οι οργανικοί διαλύτες δεν έχουν καμία επίδραση στην αντοχή του. Επιπλέον, έχει εξαιρετική αντοχή στη γήρανση του καιρού και αντοχή στην υπεριώδη ακτινοβολία. Μετά από 1500 ώρες ηλιακού φωτός, το ποσοστό διατήρησης της αντοχής των ινών εξακολουθεί να είναι τόσο υψηλό όσο 80 τοις εκατό. Εξακολουθεί να έχει ολκιμότητα στη θερμοκρασία υγρής αμμωνίας (-269 βαθμοί ) και μπορεί να διατηρήσει εξαιρετική αντοχή σε κρούση σε υγρό άζωτο (-196 βαθμός ), η οποία δεν συγκρίνεται με άλλα πλαστικά. Επιπλέον, η ίνα UHMWPE έχει την ισχυρότερη αντοχή στη φθορά, την αντίσταση κάμψης και την απόδοση κόπωσης τάσης μεταξύ των υπαρχουσών ινών υψηλής απόδοσης και έχει εξαιρετική αντοχή στην κρούση και αντοχή στην κοπή. Μια ίνα UHMWPE που είναι μόνο το ένα τέταρτο του πάχους μιας τρίχας μπορεί να κοπεί σχεδόν συνεχώς με ψαλίδι. Σε σύγκριση με άλλα πλαστικά μηχανικής, έχει κυρίως μειονεκτήματα όπως χαμηλή αντοχή στη θερμότητα, ακαμψία και σκληρότητα, αλλά μπορεί να βελτιωθεί με μεθόδους όπως το "πλήρωση" και η "διασταυρούμενη σύνδεση".
Η βασική θεωρία για τις ίνες πολυαιθυλενίου υπερυψηλού μοριακού βάρους διατυπώθηκε ήδη από τη δεκαετία του 1930. Ωστόσο, είναι η περιστροφή γέλης και η πλαστικοποίηση που έχουν κάνει πραγματικά μια σημαντική ανακάλυψη στην τεχνολογία. Στη δεκαετία του 1970, το Πανεπιστήμιο του Λιντς ανέπτυξε για πρώτη φορά με επιτυχία ίνες πολυαιθυλενίου υψηλού μοριακού βάρους με μοριακό βάρος 100,000. Το 1975, η DSM της Ολλανδίας εφηύρε τη μέθοδο γέλης spinning χρησιμοποιώντας δεκαϋδροτέα ως διαλύτη, παρασκεύασε με επιτυχία ίνες UHMWPE και υπέβαλε αίτηση για δίπλωμα ευρεσιτεχνίας το 1979. Μετά από δέκα χρόνια σκληρής έρευνας, επιβεβαιώθηκε ότι η μέθοδος γέλης spinning είναι μια αποτελεσματική μέθοδος για την κατασκευή ινών πολυαιθυλενίου υψηλής αντοχής, που έχει βιομηχανικές προοπτικές και οι πρώτες ύλες του είναι εύκολο να αποκτηθούν και το κόστος παραγωγής είναι χαμηλό. Οι ίνες UHMWPE τράβηξαν αμέσως την προσοχή των παγκόσμιων βιομηχανικών δυνάμεων.
Λόγω των πολλών εξαιρετικών ιδιοτήτων της ίνας UHMWPE, έχει επιδείξει μεγάλα πλεονεκτήματα στην αγορά ινών υψηλής απόδοσης, όπως από σχοινιά πρόσδεσης σε υπεράκτια κοιτάσματα πετρελαίου έως ελαφριά σύνθετα υλικά υψηλής απόδοσης. Ο εξοπλισμός και άλλα πεδία διαδραματίζουν κεντρικό ρόλο, ειδικά στον στρατιωτικό τομέα.
Στην αεροδιαστημική μηχανική, λόγω του μικρού βάρους, της υψηλής αντοχής και της καλής αντοχής στην κρούση των σύνθετων υλικών ινών UHMWPE, είναι κατάλληλο για δομές πτερυγίων διαφόρων αεροσκαφών, δομές διαστημικών σκαφών, αεροσκάφη σημαδούρων, αλεξίπτωτα επιβράδυνσης κ.λπ. Στον πολιτικό τομέα, σχοινιά, τα συρματόσχοινα, τα πανιά και τα αλιευτικά εργαλεία από ίνες UHMWPE είναι κατάλληλα για θαλάσσια μηχανική. Το μήκος θραύσης κάτω από το νεκρό βάρος είναι 8 φορές μεγαλύτερο από αυτό των χαλύβδινων σχοινιών και 2 φορές αυτό των ινών αραμιδίου. Σε βιομηχανικές εφαρμογές, οι ίνες UHMWPE και τα σύνθετα υλικά τους μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως δοχεία πίεσης, μεταφορικές ταινίες, υλικά φίλτρων, πλάκες απομόνωσης αυτοκινήτων, κ.λπ. και εξαιρετικά ελαφριά εξαρτήματα αεροσκαφών έχουν κατασκευαστεί και η απόδοσή του είναι ανώτερη από τα παραδοσιακά υλικά. Στην ιατρική, έχει χρησιμοποιηθεί σε κλινικές εφαρμογές στους τομείς των υλικών οδοντικών δίσκων, ιατρικών εμφυτευμάτων και πλαστικών ραμμάτων.
