Kõik kõrge molekulmassiga polüetüleenist

Kõrgmolekulaarne polüetüleen (PE-500) on plastpolümeer. Sellel on mitmeid ainulaadseid füüsikalisi ja keemilisi omadusi, tänu millele saab seda kasutada ekstreemsetes tingimustes. Selles artiklis käsitleme kõike suure molekulmassiga polüetüleeni kohta.

See materjal kuulub ühte plastist polümeriseeritud etüleeni tüüpi. Selle tunnuseks on piklikud lineaarsed molekulaarsidemed, mis on orienteeritud samas suunas. Selliseid kette eristab parem koormuste tajumine ja edastamine.

Välimuselt meenutab suure molekulmassiga polüetüleen plastikut. See on tahke, lõhnatu ja ei sisalda toksilisi aineid. Materjal on toodetud etüleeni ja metallotseeni katalüsaatorite sünteesil madalrõhutehastes. Tootmisetapis lisatakse toorainele värvaine, et anda polümeriseeritud etüleenile värv.

Tootjad toodavad ka ülikõrge molekulmassiga (ülikõrge molekulmassiga) polümeeri, mille molekulmass on üle 10 000 000 ühiku. (PE-1000). Tugevusomaduste poolest on see mitu korda parem kui mõned süsinik- ja roostevaba terase klassid.

Materjalil on mitmeid olulisi eeliseid. Peamised eelised on järgmised:

• suurepärane vastupidavus kulumisele ja mehaanilisele hõõrdumisele; suure tihedusega polümeeril on kõrge löögitugevus;
• vastupidavus pragude, laastude ja muud tüüpi deformatsioonide tekkele;
• vastupidavus temperatuurikõikumistele, mille tõttu saab materjali kasutada nii liiga kõrgetel kui ka minimaalsetel temperatuurinäitajatel;
• vastupidavus niiskusele ja agressiivsetele ainetele (va oksüdeerijad); see omadus saavutatakse amiidide, estrite või hüdroksüülrühmade puudumise tõttu materjali koostises, mis on vastuvõtlikud keemiliselt agressiivsetele ainetele;
• vastupidavus päikesekiirgusele;
• kõrged hügieenilised omadused - materjal ei allu patogeensete mikroorganismide rünnakutele; seeni ja hallitust sellel ei teki;
• hea elektriisolatsiooni- ja dielektrivõime;
• polüetüleen PE-500 on suurepärase keevitatavusega;
• kiirguskindlus.

Kõrge molekulmassiga polüetüleen on suhteliselt uus. Seda toodavad 2 kodumaist ettevõtet (Tomskneftekhim ja Kazanorgsintez). Tootmistehnoloogia on keeruline ja rahaliselt kallis, mis mõjutab valmistoote maksumust.

Kõrgtugeval polüetüleenil on pikad molekulaarsed ahelad, mis on üksteisega peaaegu paralleelsed. See konstruktsiooni omadus annab kõrgeid tugevusnäitajaid.Mõne molekuli vahele tekivad aga nõrgad sidemed, mistõttu ei saa materjali nimetada kuumakindlaks. Selle töötemperatuurid on kuni +100°С. Kui temperatuur tõuseb +140 kraadini, siis polümeer sulab ja muutub viskoosseks massiks.

Polümeeril PE-1000 on järgmised spetsifikatsioonid:

• veeimavus - 0,01-0,05%;
• erikaal - 0,93-0,94 g / cm³;
• painde elastsusmoodul - mitte rohkem kui 1 GPa;
• hõõrdetegur - umbes 0,1;
• löögitugevuse koefitsient - 160-170 kJ / m²;
• pikenemine painutamisel - 8-10%;
• pinnatakistus - 1014 oomi.

Kõrge molekulmassiga polüetüleen on valmistatud vastavalt standardile GOST 16338-85. Tootmises kasutatakse etüleeni sünteesi meetodit metallotseenkatalüsaatorite mõjul. Praegu on polümeeri töötlemiseks mitmeid viise.

Tänu nendele meetoditele saadakse suureformaadiline monoliitne polüetüleen, plaadid ja silindrid. Edasise mehaanilise töötlemise käigus saadakse neist höövellint ja erinevad mehhanismid seadmete jaoks. Tootmistehnoloogia hõlmab polümeeripulbri külmpressimist toorikuteks ja nende järgnevat paagutamist temperatuuril +200 kraadi. Kuumtöötlemise tulemusena saadakse pooltooted - monoliidid, plaadid ja plokid.

Tootmisprotsess seisneb lähteaine sulatamises kõrgel temperatuuril homogeenseks kummijaks massiks. Sellest pressitakse düüsidega spetsiaalsete üksuste abil välja erineva pikkusega vardad, torud või lindid.

Tootmistehnoloogia hõlmab mitut etappi: lähteaine lahustamine parafiinõlis ja saadud massi surumine läbi õhukeste aukude vette. Selle tulemusena saadakse niidid, mis seejärel põletatakse ahjuseadmetes koos kiudude tõmbamise ja lahustiainete eemaldamisega. Geel-ketramisega töötlemisel saadakse ülitugev kiud.

Tänu oma ainulaadsetele omadustele kasutatakse suure molekulmassiga polüetüleeni erinevates valdkondades. Seda kasutatakse sageli analoogina, asendades mitmesugused värvilised metallid, kõrglegeeritud terased ja muud materjalid.

Ülitugevat polümeeri on implantaatide valmistamisel kasutatud alates 1962. aastast. Tänapäeval valmistatakse sellest puusaliigese proteese kirurgias ja hambaimplantaate hambaravis. Materjali kasutatakse erinevate ortopeediliste toodete loomiseks.

Materjali kasutatakse toiduainete tootmise seadmete ja komponentide, keemiliselt agressiivsete ainete ladustamiseks ja transportimiseks mõeldud konteinerite, kosmeetikapudelite, tünnide, paakide valmistamiseks.

Luureametnike isikukaitsevahendite valmistamiseks kasutatakse vastupidavaid polümeerkiude. Eelkõige valmistatakse neist kuulivestid ja kiivrid. Saadud soomus on kaalult kerge, kuid samas kaitseb usaldusväärselt kuulihaavade eest. Ja ka selle polümeeri abil on erivarustus soomustatud.

Kõrgtugevat polüetüleeni kasutatakse hüdraulika- või õlikeskkonnas töötavate osade valmistamiseks.Sellest toodetakse laagreid, pukse, vooderdusi, hammasrattaid - osi, mis on tugevalt mehaaniliselt kulutatud. Tugevat polümeeri PE-1000 kasutatakse suurenenud töörõhuga pneumaatiliste seadmete varuosade valmistamiseks.

Materjali kasutatakse vehklemisülikondade, ronimisvormide, suuskade, lumelaudade valmistamisel.

Paljud tarbekaubad on valmistatud ülitugevast polümeerist. Nende hulka kuuluvad lillekasvatuse ja vannitoa korrastamise tooted, majapidamistarbed ja aiatööriistad. Seda kasutatakse mööbli, laste mänguasjade, mobiilsete tualettide, laste mänguväljakute korraldamise seadmete tootmiseks.

Rohkem kasulikku teavet suure molekulmassiga polüetüleeni kohta leiate videost.