خصائص ممتازة للألياف UHMWPE

يمنحها الهيكل الفريد لـ UHMWPE خواص فيزيائية وكيميائية ممتازة، لكن الهيكل الأساسي الخطي الجزيئي المرن لـ UHMWPE ووزنه الجزيئي المرتفع للغاية (العمود الفقري الجزيئي الطويل) يقيد أيضًا عملية تشكيل هذه المادة. نظرًا لسلسلتها الجزيئية الطويلة، لا تزال سلسلة الجزيئات الكبيرة UHMWPE تحافظ على درجة عالية من حالة اللف واللف المتبادلة بعد الذوبان، مما يؤدي إلى لزوجتها العالية في الحالة المنصهرة، والتي لا يمكن أن تشكل حالة تدفق لزجة ولكن حالة مرنة عالية، والذوبان الفهرس تقريبًا 0. لذلك، لا يمكن تحقيق طرق المعالجة بالبثق والغزل والقولبة المستخدمة بشكل شائع في البولي إيثيلين من خلال الذوبان الساخن. في الوقت نفسه، يكون معدل القص الحرج لـ UHMWPE في الحالة المرنة العالية منخفضًا، ولزوجة الذوبان كبيرة جدًا، لذلك من السهل جعل سطح المنتج غير متساوٍ، ملتوي، خشن، متشقق وذوبان وغيرها مشاكل في عملية البثق أو الحقن، وهو أيضًا عامل يجعل من الصعب معالجة المادة. بالمقارنة مع الألياف التقليدية، فإن ألياف UHMWPE تهتم أكثر بقوة الشد العالية ومعامل الشد والكثافة المنخفضة والمقاومة العالية للصدمات بناءً على هيكل السلسلة المرن. بالإضافة إلى ذلك، تتميز ألياف UHMWPE بعزل ممتاز، ومقاومة لدرجات الحرارة المنخفضة، واستقرار كيميائي، وكراهية للماء.
1 ألياف البولي إيثيلين عالية الوزن الجزيئي ذات خصائص ميكانيكية ممتازة
تتميز ألياف UHMWPE بخصائص ميكانيكية ممتازة. تحت نفس الكثافة الخطية، تكون قوة الشد لألياف UHMWPE أكبر بـ 15 مرة من قوة شد حبل الأسلاك الفولاذية، وأعلى بنسبة 40% من قوة ألياف الأراميد، و10 أضعاف قوة شد ألياف الفولاذ عالية الجودة والألياف المركبة العادية. بالمقارنة مع الفولاذ والزجاج الرقائقي والنايلون والبولي أمينين، فهو يتمتع بقوة ومعامل أعلى، وله أعلى قوة في المواد الخام من نفس الجودة.
2 ألياف البولي إيثيلين ذات الوزن الجزيئي العالي للغاية وكثافة ممتازة وقوة محددة
تبلغ كثافة ألياف UHMWPE حوالي {{0}}.95 جم/سم 3 ~ 0.98 جم/سم 3، وهي ذات كثافة أقل من ألياف الكربون وألياف الأراميد، والكثافة أقل من كثافة الماء، مماثلة إلى مادة البولي بروبيلين، وهي ألياف خاصة عالية الأداء ذات كثافة أقل من الماء.
ألياف UHMWPE هي نوع من الألياف خفيفة الوزن وعالية القوة، والقوة المحددة أفضل بكثير من ألياف الكربون والأراميد وألياف البوليمر الخاصة الأخرى.
تبلغ قوة الشد لألياف UHMWPE حوالي 2.8 ~ 4N/tex (الكثافة المحسوبة عند 0.98 جم/سم3، قوة الشد حوالي 2744 ميجا باسكال ~ 392 0 ميجا باسكال). يبلغ معامل الشد حوالي 91 ~ 140 نيوتن / تكس (الكثافة المحسوبة عند 0.98 جم / سم 3، ثم يبلغ معامل الشد حوالي 90 جيجا باسكال ~ 137 جيجا باسكال). على الرغم من أن قوة الشد لألياف UHMWPE تشبه تلك الخاصة بالألياف الخاصة مثل ألياف الكربون والأراميد، إلا أن قوة الشد المحددة لـ UHMWPE أعلى بحوالي 50% من قوة الشد الخاصة بالأراميد وألياف الكربون، وهي في الأساس أعلى قوة شد محددة للبوليمر. الألياف الخاصة في الوقت الحاضر.
3 ألياف البولي إيثيلين ذات الوزن الجزيئي العالي للغاية ومقاومة التآكل الممتازة
بشكل عام، كلما زاد معامل المادة الخام، انخفضت مقاومة التآكل، ولكن بالنسبة لألياف UHMWPE، فإن العكس هو الصحيح. نظرًا لأن معامل الاحتكاك لألياف UHMWPE منخفض، فكلما زاد المعامل، زادت مقاومة التآكل. لذلك، مقاومة التآكل متفوقة على الألياف الكيميائية الممتازة الأخرى. نظرًا لمقاومتها للتآكل ومقاومة الانحناء، فهي تتمتع بخصائص إنتاج ومعالجة ممتازة، كما أنها سهلة تصنيع مواد ومنسوجات بوليمر أخرى.
4 ألياف UHMWPE مقاومة للتآكل الكيميائي
التركيب الكيميائي لألياف UHMWPE بسيط نسبيًا، والخصائص الفيزيائية مستقرة نسبيًا، ولها ميل للتركيب البلوري العالي. لذلك، ليس من السهل مهاجمة الجين النشط في الحمض القوي والقاعدة، ولا يمكن إلا لعدد قليل من المحاليل المائية الكيميائية العضوية الأخرى أن تجعله ينتفخ قليلاً، ويكون الضرر بخصائصه الميكانيكية أقل من 10٪. تتمتع ألياف البولي إيثيلين عالية المحتوى وألياف الأراميد بمعدلات احتجاز عالية جدًا لقوة الضغط في المواد الكيميائية المختلفة. مقاومة التآكل لألياف البولي إيثيلين ذات المحتوى العالي للغاية أعلى بكثير من مقاومة ألياف الأراميد. هيكلها مستقر للغاية في الأحماض والقواعد والأملاح، ولا تتكسر قوتها إلا في محلول هيبوكلوريت الصوديوم.
تتمتع ألياف 5 UHMWPE بمقاومة جيدة للضوء
التركيب الكيميائي لألياف UHMWPE مستقر، لذا فإن مقاومتها للضوء هي أيضًا الأفضل بين الألياف الكيميائية الجديدة. من الواضح أن معدل الاحتفاظ بالقوة لألياف UHMWPE أعلى من معدل النايلون، كما تم تحسين معدل الاحتفاظ بالقوة لألياف الأراميد ذات المعاملات العالية والمنخفضة.
6 خصائص أخرى لألياف البولي إيثيلين ذات الوزن الجزيئي العالي للغاية
تتمتع ألياف UHMWPE بمقاومة ممتازة للماء، ومقاومة للرطوبة، وعزل، وعمر خدمة. مقاومته للرطوبة ومقاومته للبرد ممتازة، والثقل النوعي صغير. إنها الألياف الكيميائية الجديدة الوحيدة التي يمكنها أن تطفو على الماء، وهي مثالية للألياف ذات درجة الحرارة المنخفضة. ومع ذلك، فإن له أيضًا عيبًا، وهو نقطة انصهار منخفضة. في عملية الإنتاج، يجب ألا تتجاوز درجة الحرارة 130 درجة مئوية، وإلا، بسبب التفاعل الضعيف بين سلسلة البنية الجزيئية لألياف UHMWPE، فسوف يتسبب ذلك في تخفيف الضغط وتقصير عمر الخدمة. لا تحتوي ألياف UHMWPE على مجموعات صبغية، مما يجعلها ضعيفة النفاذية، ولا يمكن للأصباغ أن تخترق الألياف، مما يؤدي إلى صبغ رديء. يؤثر هذا العيب على نطاق استخداماته الأساسية.