الاسم الإنجليزي للبولي إيثيلين الجزيئي العالي هو "البولي إيثيلين عالية الوزن الجزيئي". هذا هو أكثر أنواع البولي إيثيلين متوفرة ويمكن تطبيقها في بيئات العمل القاسية ولأغراض مختلفة. لديها قابلية تطبيق جيدة للغاية في ظل العديد من ظروف التطبيق الصعبة.
يعد الوزن الجزيئي الفائق العالي ميزة مميزة لهذا البوليمر ، مع وزن جزيئي يتراوح من 3 إلى 6 ملايين ، في حين أن راتنج البولي إيثيلين عالي الكثافة لديه 300 فقط ، 000 إلى 500 ، 000. يضمن هذا الاختلاف أن البولي إيثيلين الجزيئي العالي للغاية لديه قوة كافية لتحقيق مقاومة التآكل ومقاومة التأثير التي لا يمكن أن تمتلكها منتجات البوليمرات السفلية الأخرى. يعني الوزن الجزيئي المرتفع من البولي إيثيلين الجزيئي العالي فائقة أنه لا يذوب ويتدفق مثل السائل ، وبالتالي فإن طريقة المعالجة مستمدة من تكنولوجيا المعادن المسحوق. لا يمكن تطبيق تقنيات المعالجة البلاستيكية التقليدية ، مثل صب الحقن ، وصبر الضرب والحرارة ، على البولي إيثيلين الجزيئي العالي للغاية. صب القذف هو تقنية المعالجة الأكثر شيوعًا المطبقة على هذا النوع من الراتنج ، والمنتجات المنتجة بهذه الطريقة لها صلابة أكبر.
ميزة مقدمة
إن الوزن الجزيئي العالي للغاية من UHMWPE يمنحه بأداء ممتاز في الاستخدام. علاوة على ذلك ، فهو بلاستيك هندسي للهندسة الحرارية بسعر معتدل وأداء فائق. يكاد يجمع بين مزايا مختلف المواد البلاستيكية. لها خصائص شاملة مثل مقاومة التآكل ، ومقاومة التأثير ، والتشغيل الذاتي ، ومقاومة التآكل ، وامتصاص الطاقة من خلال التأثير ، ومقاومة درجات الحرارة المنخفضة ، والنظافة وعدم السمية ، وعدم الخلاص ، والامتصاص غير المميت ، والكثافة المنخفضة التي لا يمكن تحملها للبولي إيثيلين العادي وغيرها من المواد البلاستيكية الهندسية. في الواقع ، في الوقت الحاضر ، لا توجد مادة بوليمر واحدة تمتلك الكثير من الخصائص الممتازة.
ارتداء المقاومة
تحتل مقاومة التآكل في UHMWPE المرتبة الأولى بين البلاستيك وتفوق على بعض المعادن. يوضح الشكل 1 مقارنة مقاومة التآكل بين UHMWPE والمواد الأخرى. كما يتضح من الشكل 1 ، مقارنة بالبلاستيك الهندسي الأخرى ، فإن مؤشر تآكل الملاط في UHMWPE هو فقط 1\/5 من PA66 ، و 1\/10 من HEPE و PVC. بالمقارنة مع المعادن ، فهو 1\/7 من الصلب الكربوني و 1\/27 من النحاس. مثل هذه المقاومة عالية التآكل تجعل من الصعب اختبار درجة مقاومة التآكل من خلال طريقة اختبار التآكل البلاستيكية العامة. لذلك ، تم تصميم جهاز اختبار ارتداء الملاط خصيصا. تتناسب مقاومة ارتداء UHMWPE مباشرة مع وزنها الجزيئي. كلما ارتفع الوزن الجزيئي ، كلما كان مقاومة التآكل أفضل.
مقاومة التأثير
تصنف قوة تأثير UHMWPE بين الأعلى في جميع المواد البلاستيكية الهندسية. يوضح الشكل 2 مقارنة قوة تأثير UHMWPE مع البلاستيك الهندسي الأخرى. يمكن أن نرى من الشكل 2 أن قوة تأثير UHMWPE هي ضعف عدد أجهزة الكمبيوتر المقاومة للتأثير تقريبًا ، وخمس مرات من ABS ، وأكثر من عشرة أضعاف POM و PBTP. مقاومة التأثير عالية لدرجة أنه من الصعب كسرها وفشلها باستخدام طرق اختبار التأثير المعتادة. تزداد قوة تأثيرها مع زيادة الوزن الجزيئي ، وتصل إلى أقصى قيمة عندما يكون الوزن الجزيئي 1.5 مليون ، ثم يتناقص تدريجياً مع استمرار زيادة الوزن الجزيئي. تجدر الإشارة إلى أنه يمكن أن يحافظ على قوة تأثير ممتازة حتى في النيتروجين السائل (-195) ، وهي خاصية لا تملكها المواد البلاستيكية الأخرى. بالإضافة إلى ذلك ، تكون صلابة السطح أعلى بعد التأثيرات المتكررة.
الممتلكات ذاتية التشتيح
يحتوي UHMWPE على معامل منخفض للغاية للاحتكاك ({{0}}. يوضح الجدول 1 مقارنة معاملات الاحتكاك بين UHMWPE وغيرها من المواد البلاستيكية الهندسية. كما يتضح من الجدول 1 ، فإن معامل الاحتكاك الحركي لـ UHMWPE في ظل الظروف المشحمة بالماء هو نصف معامل PA66 و POM ، وفي ظل ظروف غير محددة ، فإنه في المرتبة الثانية بعد polytetrafluoroethylene (PTFE) ، التي تحتوي على أفضل خاصية تشتيت ذاتي بين البلاستيك. عندما يعمل في شكل انزلاق أو دوار ، فإن تزييته أفضل من الصلب والنحاس بعد التشحيم بالزيت. لذلك ، في مجال علم الحبل ، يتم الترحيب بـ UHMWPE كمواد احتكاك مع نسبة التكلفة\/الأداء المثالية للغاية.
المقاومة الكيميائية
UHMWPE لديه مقاومة كيميائية ممتازة. باستثناء حلول حمض الأكسدة القوية ، يمكن أن تقاوم العديد من الوسائط المسببة للتآكل (الأحماض ، القلويات ، الأملاح) والوسائط العضوية (باستثناء مذيبات الشاي) ضمن نطاق درجة حرارة وتركيز معينة. كان منغمسًا في 80 نوعًا من المذيبات العضوية في 20 درجة و 80 درجة لمدة 30 يومًا. لم تكن هناك ظواهر غير طبيعية على السطح ، وظلت الخواص الفيزيائية الأخرى دون تغيير تقريبًا.
تأثير امتصاص الطاقة
لدى UHMWPE خصائص امتصاص الطاقة الممتازة ، مع أعلى قيمة امتصاص الطاقة بين جميع المواد البلاستيكية. لذلك ، فإنه يحتوي على أداء جيد جدًا لتخميد الضوضاء وتأثير تقليل الضوضاء الممتاز.
مقاومة درجات الحرارة المنخفضة
يمتلك UHMWPE مقاومة ممتازة لدرجة الحرارة المنخفضة وتبقى الدكتايل عند درجة حرارة الهيليوم السائل (-269) ، وبالتالي يمكن استخدامه كمكون مقاوم للدرجات الحرارة المنخفضة في الصناعة النووية.
صحية وغير سامة
UHMWPE هي صحية وغير سامة ، ويمكن استخدامها في اتصال مع الطعام والطب.
عدم الالتصاق
إن قدرة الامتزاز السطحية لـ UHMWPE ضعيفة للغاية ، وقدرتها المضادة للمواصفات هي في المرتبة الثانية بعد PTFE ، والتي لديها أفضل خاصية غير لاصقة بين البلاستيك. لذلك ، ليس من السهل التمسك بسطح المنتج للمواد الأخرى.
امتصاص انخفاض المياه
معدل امتصاص الماء في UHMWPE منخفض للغاية. إنه عمومًا أقل من 0. 01 ٪ ، فقط 1 ٪ من PA66 ، لذلك لا يلزم علاج التجفيف عمومًا قبل معالجة صب.
كثافة
كثافة UHMWPE منخفضة نسبيا مقارنة مع البلاستيك الهندسي الأخرى.
قوة الشد
نظرًا للخصائص الهيكلية اللازمة للتوجه الشد لـ UHMWPE ، فإنه يتمتع بقوة شد عالية لا تضاهى. لذلك ، يمكن الحصول على ألياف ذات معامل مرنة للغاية وقوة من خلال غزل الهلام ، مع قوة الشد التي تصل إلى 3 إلى 3.5GPA والمعامل المرنة الشد التي تصل إلى 100 إلى 125GPA. تعد القوة المحددة للألياف هي الأعلى بين جميع الألياف المسجلة حتى الآن ، حيث تكون أكبر أربع مرات من ألياف الكربون ، وأكبر بعشر مرات من الأسلاك الفولاذية ، و 50 ٪ أكبر من ألياف الأراميد.
