Поліетиленове волокно надвисокої молекулярної маси, три основних високотехнологічних волокна у світі

Що таке волокно UHMWPE?

Поліетиленове волокно надвисокої молекулярної маси називається волокном UHMWPE, також відоме як високоміцне високомодульне поліетиленове волокно, яке є нерозгалуженим лінійним поліетиленом з молекулярною масою понад 1,5 мільйона. Разом з вуглецевим і арамідним волокном його називають «трьома основними високотехнологічними волокнами світу».

Волокно UHMWPE є найміцнішим і найміцнішим волокном у світі. Як говориться: «Тонкий, як папір, твердий, як сталь», його міцність у 15 разів перевищує міцність сталі, і наразі він є основним матеріалом для виготовлення бронежилетів.

01
Відмінні механічні властивості волокна UHMWPE
У разі такої ж лінійної щільності міцність поліетиленового волокна надвисокої молекулярної маси на розтягування в 15 разів перевищує міцність сталевого дроту. Це на 40 відсотків вище, ніж арамідне волокно, яке є одним із «трьох основних високотехнологічних волокон у світі», і в 10 разів вище, ніж високоякісне сталеве волокно та звичайне хімічне волокно. У порівнянні зі сталлю, E-склом, нейлоном, поліенаміном, вуглецевим волокном і борним волокном його міцність і модуль вищі, ніж у цих волокон, і він є найміцнішим серед матеріалів однакової якості.
Композитна екосистема
Сприяти цифровізації, онлайн і інтелектуалізації промисловості композитних матеріалів, спільно створювати екосистему композитних матеріалів і сприяти промисловій модернізації

02
Відмінна ударостійкість поліетиленового волокна надвисокої молекулярної маси
Поліетиленове волокно з надвисокою молекулярною масою має чудову ударостійкість, а його здатність поглинати енергію та протистояти ударам у процесі деформації та формування вища, ніж у арамідного волокна та вуглецевого волокна, які також є «трьома основними високотехнологічними у світі». волокна». . Порівняно з поліамідом, арамідом, E-скловолокном, вуглецевим волокном і арамідом, UHMWPE волокно має вище загальне поглинання енергії, ніж удар.

03
Відмінна зносостійкість волокна UHMWPE
Порівнюючи коефіцієнт тертя волокон СВМПЕ з коефіцієнтами тертя вуглецевих волокон і арамідних волокон, зносостійкість і втома при вигині волокон СВМПЕ набагато вищі, ніж у вуглецевих волокон і арамідних волокон. Тому його зносостійкість краща, ніж у інших високоефективних волокон. Крім того, завдяки його чудовій зносостійкості та стійкості до згинання, його продуктивність обробки також чудова, і з нього легко виготовляти інші композитні матеріали та тканини.

04
Хімічна стійкість волокон СВМПЕ
Хімічна структура поліетиленового волокна надвисокої молекулярної маси відносно проста, а його хімічні властивості відносно стабільні. Більшість хімічних речовин нелегко роз'їдати його. Лише кілька органічних розчинів можуть злегка набухати, а втрата його механічних властивостей становить менше 100 відсотків. десять. Порівняно коефіцієнт збереження міцності поліетиленового волокна надвисокої молекулярної маси та арамідного волокна в різних хімічних середовищах. Корозійна стійкість поліетиленового волокна з надвисокою молекулярною масою, очевидно, вища, ніж у арамідного волокна. Його структура властивостей особливо стабільна в кислоті, лугу та солі, а його міцність втрачається лише в розчині гіпохлориту натрію.

05
Хороша світлостійкість волокна UHMWPE
Оскільки хімічна структура поліетиленового волокна надвисокої молекулярної маси стабільна, його світлостійкість також є найвищою серед високотехнологічних волокон. Арамідні волокна не є стійкими до ультрафіолетового випромінювання, тому їх слід використовувати лише в захищеному від прямого сонячного світла місці. Порівнюючи поліетиленові волокна надвисокої молекулярної маси з нейлоном, високомодульними та низькомодульними арамідами, швидкість збереження міцності поліетиленових волокон надвисокої молекулярної маси значно вища, ніж у інших волокон.

06
Інші властивості волокна UHMWPE

Поліетиленові волокна надвисокої молекулярної маси також мають хороші гідрофобні властивості, водо- та вологостійкість, електроізоляційні властивості та тривалий термін служби при вигині. Його водостійкість і стійкість до низьких температур видатні, а питома вага невелика. Це єдине високотехнологічне волокно, яке може плавати на воді, а також ідеальний низькотемпературний матеріал. Але є у нього і недоліки, тобто низька температура плавлення. Під час обробки температура не повинна перевищувати 130 градусів, інакше це спричинить явище повзучості та скоротить термін служби через слабку силу між молекулярними ланцюгами між поліетиленовими волокнами надвисокої молекулярної маси. На поліетиленовому волокні з надвисокою молекулярною вагою немає барвної групи, що робить його поганим змочуваністю, і барвнику важко проникнути в волокно, що призводить до поганої здатності до фарбування. Ці недоліки впливають на сферу його застосування.

Перспективи розробки та галузі застосування поліетиленового волокна надвисокої молекулярної маси
Основними продуктами застосування волокна UHMWPE у сфері захисних матеріалів є бронежилети, куленепробивна броня, стійкий до ударів одяг, стійкий до порізів одяг, стійкі до порізів рукавички, шоломи, захист вантажних ящиків тощо.
Оскільки UHMWPE має об’єм і масу лише 970 кг/м і може плавати на поверхні води, має високу міцність на розрив, він не боїться укусів риби, не має іржі та є антиультрафіолетовим, тому широко використовується при підготовці якірних тросів для великих кораблів і швартовних канатів для морських платформ. кабелі, великі морські рибальські мережі та парашутні троси тощо. З безперервним розвитком офшорної нафтової промисловості, морського рибальства та військово-морського будівництва моєї країни застосування волокна UHMWPE у вищевказаних галузях зростає.