Polyéthylène à haut poids moléculaire: description, propriétés, applications
Chaque jour dans la sphère de l'activité humainede nouveaux matériaux obtenus par des moyens artificiels sont introduits. L'un d'entre eux est le polyéthylène de haute masse moléculaire, qui est devenu un produit commercial depuis les années 1950, mais il ne gagne en popularité que maintenant.
Description
Le polyéthylène à poids moléculaire élevé est unl'un des types d'éthylène polymérisé thermoplastique. Sa principale caractéristique est de très longues chaînes moléculaires. Ils sont mieux perçus et transmettent des charges, «compensant» leur interaction intermoléculaire.
L'apparence du matériau n'est pas différented'autres variétés de plastique. Il n'a aucune odeur, goût, aucune propriété toxique. Il peut être donné n'importe quelle couleur en introduisant des couleurs. En même temps, il possède un ensemble de propriétés qui l'isolent favorablement avant d'autres polymères.
Le polyéthylène à poids moléculaire élevé est rigidematériau à haute résistance aux chocs. Il est capable de supporter des tensions importantes. Il n'absorbe pas l'humidité, à cause de ce qui n'interagit pas avec la peau humaine et il semble glissant. En outre, il a une haute résistance à l'abrasion (plus que de l'acier) et un faible coefficient de frottement.
Propriétés du polyéthylène à haut poids moléculaire
Comme déjà noté, la principale caractéristique de cetteles polymères à haut poids moléculaire sont des chaînes longues. De plus, ils sont orientés dans la même direction. Presque parallèles les uns aux autres. Ceci explique la force du matériau.
Malgré le fait que le polyéthylène à poids moléculaire élevéforme de longues chaînes, la connexion entre les molécules individuelles est faible. Ce chiffre est inférieur d'un ordre de grandeur à celui du matériau non moins durable du Kevlar. Cette caractéristique rend le polymère non résistant à la chaleur - il fond à une température de 144 degrés Celsius.
Dans la composition de ce polyéthylène, il n'y a pas d'esters,des amines ou des groupes hydroxyle qui rendent les matériaux sensibles aux milieux réactifs et lourds. Pour cette raison, la substance n'est pas sujette à l'eau, à l'humidité, aux réactifs agressifs, aux micro-organismes et aux rayons UV.
Principales méthodes de traitement
Les exigences en vertu desquellesle polyéthylène à haut poids moléculaire est produit, contient GOST 16338-85. Selon eux, la synthèse du matériau est réalisée par l'action de catalyseurs métallocènes sur monomère-éthylène. Les principaux types de traitement suivants sont utilisés pour la production de produits directement:
- Gel tournant. La matière première est mélangée avec le solvant. La masse résultante est forcée à travers les trous dans l'eau. Les filaments formés sont cuits dans des fours avec étirage et enlèvement simultanés du solvant.
- Pressage à chaud et frittage. La masse pulvérulente est pressée par une force importante, obtenant ainsi un matériau homogène. Ensuite, il subit un traitement thermique - frittage à une température de 150-200 degrés.
- Extrusion du plongeur. La matière première est fondue en une masse caoutchouteuse homogène, puis extrudée à travers des buses spéciales.
Le plus commun était le filage au gel. Après tout, c'est le moyen d'obtenir des fibres de polyéthylène de haute masse moléculaire, qui ont une grande résistance.
Utilisation dans l'industrie militaire
Fibres pour la production desquelles est utiliséepolymère à haut poids moléculaire largement utilisé pour la création d'équipements de protection individuelle, tels que des gilets pare-balles. Merci à ces propriétés filaments à faible densité et à haute limite d'élasticité (le rapport de ces indices est 7-8 fois plus élevé que celui de l'acier) obtenu armure légère et résistante aux balles, des éclats et d'autres éléments nuisibles.
L'armure corporelle est faite de feuilles produitesen appliquant des fibres les uns aux autres à des angles différents. Merci à cette technologie semblent tissu multiaxial - un type particulier de voiles vitreux qui endurent des contraintes dans toutes les directions. Utilisé pour protéger le torse, les membres en polyéthylène de haut poids moléculaire. Les propriétés du tissu multiaxial permettent de protéger et de blinder les véhicules, ainsi que d'utiliser des fibres pour créer des gants résistants aux coupures.
Application en médecine
En médecine, polyéthylène de haut poids moléculaireIl sert principalement à la création d'implants pour la hanche et de la colonne vertébrale du genou. Pour la première fois il a été utilisé avec un tel but dans le lointain 1962. Et depuis lors, il a commencé à dominer.
Largement utilisé et modifié matériel -maille ou polymère réticulé. Il est obtenu par cuisson de fibres de polyéthylène de haut poids moléculaire avec des rayons gamma ou des électrons, qui réticulent les filaments entre eux. Après cela, il est exposé à des effets thermiques, ce qui réduit sa capacité d'oxydoréduction.
Les fibres à base de cette matière première sont également utiliséessuturer. Le leader dans la production de ce produit est la société DSM, qui fournit au marché médical des fils de suture appelés Dyneema Pureté.
Utilisation dans l'industrie
La plus grande application de l'industrie a été trouvéeune feuille de polyéthylène de poids moléculaire élevé, qui est fourni à l'épaisseur de la dalle sur le marché de production de 2 cm. Sur la base de fabrication de fenêtres en plastique classe prestigieux, la configuration du panneau de PVC et de haute profilés en PVC.
En génie mécanique pour la production de jointsbagues, roulements, pièces de construction fonctionnant dans un environnement hydraulique ou pétrolier, ainsi que dans des installations pneumatiques à haute pression de travail, on utilise le plus souvent du polyéthylène 1000 de haut poids moléculaire - une des principales variétés de polymère.
