Բարձր մոլեկուլային քաշի պոլիէթիլեն. նկարագրություն, հատկություններ, կիրառություններ

2024 Հեղինակ: Howard Calhoun | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2023-12-17 10:30

Ամեն օր արհեստական միջոցներով ստացված նոր նյութեր են ներմուծվում մարդու գործունեության ոլորտ։ Դրանցից մեկը բարձր մոլեկուլային քաշի պոլիէթիլենն է, որը 1950-ականներից դարձել է առևտրային արտադրանք, բայց միայն այժմ է իրական ժողովրդականություն ձեռք բերում:

Նկարագրություն

Բարձր մոլեկուլային քաշի պոլիէթիլենը ջերմապլաստիկ պոլիմերացված էթիլենի տեսակ է: Նրա հիմնական առանձնահատկությունը շատ երկար մոլեկուլային շղթաներն են։ Նրանք ավելի լավ են ընկալվում և փոխանցում են բեռներ՝ դրանք «փոխհատուցելով» միջմոլեկուլային փոխազդեցությամբ։

Նյութի արտաքին տեսքը ոչնչով չի տարբերվում պլաստիկի այլ տեսակներից։ Անհոտ է, անհամ, ոչ թունավոր։ Գույների ներմուծմամբ նրան կարելի է տալ ցանկացած գույն։ Միևնույն ժամանակ, այն ունի մի շարք հատկություններ, որոնք այն առանձնացնում են այլ պոլիմերներից:

Բարձր մոլեկուլային քաշի պոլիէթիլենը կոշտ նյութ է՝ ազդեցության մեծ ուժով: Նա կարողանում է դիմակայելզգալի սթրեսներ. Այն չի կլանում խոնավությունը, ինչի պատճառով չի փոխազդում մարդու մաշկի հետ և սայթաքուն է զգում։ Բացի այդ, այն ունի բարձր քայքայումի դիմադրություն (ավելի քան պողպատից) և շփման ցածր գործակից:

Բարձր մոլեկուլային պոլիէթիլենի հատկությունները

Ինչպես արդեն նշվեց, այս բարձր մոլեկուլային քաշով պոլիմերի հիմնական հատկանիշը երկար մոլեկուլային շղթաներն են: Ընդ որում, նրանք նույն ուղղությամբ են ուղղված։ Նրանք գտնվում են միմյանց գրեթե զուգահեռ: Սա բացատրում է նյութի ուժը։

Չնայած այն փաստին, որ բարձր մոլեկուլային քաշով պոլիէթիլենը երկար շղթաներ է ստեղծում, առանձին մոլեկուլների միջև կապը թույլ է: Այս ցուցանիշը մեծության կարգով ցածր է, քան Kevlar-ը, որը ոչ պակաս դիմացկուն նյութ է: Այս հատկությունը դարձնում է պոլիմերը ջերմակայուն՝ այն հալչում է 144 աստիճան Ցելսիուսի ջերմաստիճանում։

Այս պոլիէթիլենը չի պարունակում էսթեր, ամիններ կամ հիդրօքսիլ խմբեր, որոնք նյութերը դարձնում են զգայուն ռեակտիվ և ծանր միջավայրերի նկատմամբ: Դրա շնորհիվ նյութը չի ենթարկվում ջրի, խոնավության, ագրեսիվ ռեակտիվների, միկրոօրգանիզմների և ուլտրամանուշակագույն ճառագայթների:

Վերամշակման հիմնական մեթոդներ

Պահանջները, ըստ որոնց պետք է արտադրվի բարձր մոլեկուլային պոլիէթիլեն, պարունակում է ԳՕՍՏ 16338-85. Ըստ նրանց՝ նյութի սինթեզն իրականացվում է մոնոմերի՝ էթիլենի վրա մետաղոցենի կատալիզատորների ազդեցությամբ։ Արտադրանքի ուղղակի արտադրության համար օգտագործվում են վերամշակման հետևյալ հիմնական տեսակները՝

1. Գել մանում. Չմշակված նյութխառնված լուծիչով: Ստացված զանգվածը անցքերով ստիպողաբար մտցնում են ջրի մեջ։ Ստացված թելերը թրծվում են վառարաններում՝ դրանք հանելով և հեռացնելով լուծիչը:
2. Տաք սեղմում և թրծում. Փոշու զանգվածը սեղմվում է մեծ ուժով, դրանով իսկ ստացվում է միատարր նյութ։ Այնուհետև այն ենթարկվում է ջերմային մշակման՝ թրծման 150-200 աստիճան ջերմաստիճանում։
3. Մխոցի արտամղում. Հումքը հալեցնում են միատարր, ռետինանման զանգվածի, այնուհետև քամում են հատուկ վարդակների միջոցով։

Գելի մանումը ամենատարածվածն է։ Ի վերջո, հենց այս կերպ են ստացվում բարձր մոլեկուլային պոլիէթիլենային մանրաթելեր՝ մեծ ամրությամբ։

Ռազմական օգտագործում

Թելերը, որոնց արտադրության համար օգտագործվում է բարձր մոլեկուլային քաշի պոլիմեր, լայնորեն օգտագործվում են անհատական պաշտպանիչ սարքավորումների, մասնավորապես՝ զրահաբաճկոնների ստեղծման համար։ Թելերի այնպիսի հատկությունների շնորհիվ, ինչպիսիք են ցածր տեսակարար կշիռը և բարձր զիջման ուժը (այդ ցուցանիշների հարաբերակցությունը 7-8 անգամ ավելի բարձր է, քան պողպատից), զրահը թեթև է և դիմացկուն փամփուշտների, բեկորների և այլ վնասակար տարրերի նկատմամբ։

Զրահը պատրաստված է թիթեղներից, որոնք ստացվում են տարբեր անկյուններով միմյանց վրա մանրաթելեր կիրառելով: Այս տեխնոլոգիայի շնորհիվ հայտնվում են բազմասռնի գործվածքներ՝ հատուկ տեսակի ապակենման գործվածքներ, որոնք դիմանում են սթրեսներին ցանկացած ուղղությամբ: Բարձր մոլեկուլային քաշի պոլիէթիլենն օգտագործվում է իրանը, վերջույթները պաշտպանելու համար։ Հատկություններբազմասռնի գործվածքները թույլ են տալիս պաշտպանել զրահամեքենաները, ինչպես նաև օգտագործել մանրաթելեր՝ կտրվածքի դիմացկուն ձեռնոցներ ստեղծելու համար:

Բժշկական դիմումներ

Բժշկության մեջ բարձր մոլեկուլային քաշի պոլիէթիլենն օգտագործվում է հիմնականում կոնքազդրային հոդի և ողնաշարի, ծնկների հոդերի իմպլանտներ ստեղծելու համար։ Այդ նպատակով այն առաջին անգամ օգտագործվել է դեռեւս 1962 թվականին։ Եվ այդ ժամանակվանից սկսեց գերակշռել։

Լայնորեն օգտագործվող և փոփոխված նյութ՝ ցանց կամ խաչաձեւ կապակցված պոլիմեր: Այն ստացվում է բարձր մոլեկուլային քաշի պոլիէթիլենի մանրաթելերը գամմա քվանտաներով կամ էլեկտրոններով ռմբակոծելով, որոնք իրար են կարում թելերը։ Դրանից հետո այն ենթարկվում է ջերմության, ինչը նվազեցնում է նրա ռեդոքսի կարողությունը։

Այս հումքի վրա հիմնված մանրաթելերն օգտագործվում են նաև կարելու համար։ Այս ապրանքների արտադրության առաջատարը DSM-ն է, որը բժշկական շուկան մատակարարում է Dyneema Purity կոչվող կարի թելերով:

Արդյունաբերական օգտագործում

Բարձր մոլեկուլային պոլիէթիլենային թիթեղը, որը արտադրական շուկա է մատակարարվում 2 սմ հաստությամբ հարթ թիթեղներով, ամենամեծ կիրառությունն է գտել արդյունաբերության մեջ Պրեստիժ դասի պլաստիկ պատուհաններ, PVC վահանակներ և տարբեր կոնֆիգուրացիաների PVC պրոֆիլներ պատրաստվում են դրա հիման վրա։

Մեքենաշինության մեջ՝ կնքման օղակների, առանցքակալների արտադրության, հիդրավլիկ կամ նավթային միջավայրում աշխատող մասերի ստեղծման ևՆաև բարձր աշխատանքային ճնշում ունեցող օդաճնշական կայանքներում ամենից հաճախ օգտագործվում է բարձր մոլեկուլային պոլիէթիլեն 1000-ը՝ պոլիմերների հիմնական տեսակներից մեկը։