Priprema UHMWPE vlakana

UHMWPE, također poznat kao polietilen visoke čvrstoće visokog modula, trenutno je jedan od svjetskih materijala visokih performansi.Zbog svojih sveobuhvatnih odličnih svojstava kao što su otpornost na koroziju, otpornost na habanje i mala gustoća, trenutno se koristi u vojnim zaštitnim materijalima, vojno-mehaničkim materijalima, zrakoplovnoj opremi i drugim vojnim poljima.

UHMWPE, također poznat kao polietilen visoke čvrstoće visokog modula, trenutno je jedan od svjetskih materijala visokih performansi.Zbog svojih sveobuhvatnih odličnih svojstava kao što su otpornost na koroziju, otpornost na habanje i mala gustoća, trenutno se koristi u vojnim zaštitnim materijalima, vojno-mehaničkim materijalima, zrakoplovnoj opremi i drugim vojnim poljima.Razvoj vlakana visokih performansi je temelj vojne opreme jedne zemlje, a napredni materijal može dovesti do napredne vojne tehnologije, koja je postala važan materijalni temelj za izgradnju moćne moderne zemlje, i zauzima odlučujuću poziciju u oblasti vojnog materijala širom sveta.

1. Svojstva UHMWPE vlakana

UHMWPE vlakno ima izvrsna sveobuhvatna svojstva, njegova relativna gustina je mala, može plutati na vodi.IUHMWPE vlaknoje trenutno najjače vlakno na svijetu.U poređenju sa čelikom, UHMWPE vlakna su više od deset puta jača od visokokvalitetnog čelika.Osim toga, UHMWPE vlakna također imaju jaku otpornost na koroziju, hemijsku otpornost, otpornost na habanje i druga svojstva, sveobuhvatne performanse, UHMWPE vlakna u mnogim važnim poljima u Kini igraju važnu ulogu.

1.1 Odlična mehanička svojstva

U poređenju sa drugim vlaknima visokih performansi, gustina UHMWPE vlakana je druga nakon konvencionalnih PE vlakana i polipropilenskih vlakana, i to je optimalni vlaknasti materijal sa najmanjom gustinom među neprobojnim materijalima.Može smanjiti težinu materijala i postići efekat lagane težine, istovremeno osiguravajući bolju otpornost na metke.

U poređenju s drugim svojstvima, vlačna čvrstoća UHMWPE je tek druga nakon PBO i poliaril esterskih vlakana, i samo je 0,1 različita od poliaril ester vlakana.Može se vidjeti da UHMWPE ima odličnu vlačnu čvrstoću.

U poređenju s drugim vlaknima, početni modul je tek drugi nakon PBO i karbonskih vlakana, što ukazuje da vlakno ima relativno dobru otpornost na napetost oštećenja i nije sklono deformacijama.To je vrsta karakterističnog vlakna sa ultra-visokom specifičnom čvrstoćom i specifičnim modulom, koje igra važnu ulogu u materijalu otpornom na metke.

1.2 Performanse električne izolacije

Fenomen radarskog talasa refleksije UHMWPE vlakana je vrlo malo, uz visoku učinkovitost provodljivosti, povećava dielektričnu konstantu kompozitnih materijala.Iako su dielektrična konstanta i vrijednost gubitka polietilena najmanji među ostalim materijalima, UHMWPE vlakno ima performanse koje tradicionalno polietilensko vlakno ne može postići, a ima i bolji učinak od općih materijala, tako da je poželjan materijal za radarski rad, sa visok kvalitet i svjetlosni efekat.

1. 3 Otpornost na vremenske uslove i otpornost na habanje

UHMWPE vlakna imaju odličnu otpornost na vremenske uvjete i mogu zadržati originalne visoke performanse nepromijenjene nakon dugog vremena osvjetljenja i surovog okruženja.Istovremeno, UHMWPE vlakno ima veću otpornost na habanje i otpornost na zamor savijanja od aramidnih vlakana u materijalima visokih performansi, tako da je otpornost na habanje ovog vlakna bolja od ostalih vlakana visokih performansi.Zbog svoje visoke otpornosti na habanje i lake obrade, ima dobre izglede za primjenu u industrijskom polju.

1. 4 Otpornost na hemijsku koroziju

Unutrašnja struktura UHMWPE vlakana je relativno čvrsta.Upravo zbog visoke kristalnosti i orijentacije molekularnog lanca unutar vlakna vlakno ima jaku hemijsku inerciju.Stoga, pod kiselim i baznim stanjem ili stanjem visoke i niske temperature, vlakno može zadržati svoje izvorne performanse nepromijenjene dugo vremena, a i dalje se prilagoditi i igrati svoju vrijednost u oštrom okruženju.

1. 5 Svojstva samopodmazivanja

UHMWPE materijal u usporedbi s drugim inženjerskim materijalima, UHMWPE materijal ima vrlo nizak faktor trenja, nizak faktor trenja čini samo vlakno boljim samopodmazujućim performansama, to je najbolji materijal u plastičnim materijalima pod uvjetom da nema maziva, tako da se UHMWPE materijal široko koristi u mašinstvu, sa veoma visokom upotrebnom vrednošću.UHMWPE vlakna se koriste u radu mašine, u poređenju sa tradicionalnim čelikom i mesingom pod radom maziva je bolje.Stoga, u poređenju sa običnim materijalima, UHMWPE vlakno ne samo da štedi troškove sirovine, već garantuje i odličan učinak performansi, tako da ima veću upotrebnu vrednost.

2. Metoda pripreme UHMWPE vlakana

2.1 Metoda predenja gela

Postoji mnogo metoda za pripremu UHMWPE vlakana visokih performansi, ali zbog samog rastvarača, priprema UHMWPE vlakana se ne može postići.Predenje gelom je najidealnija metoda.Metoda predenja u gelu razlikuje se od općeg predenja u otopini ili mokrog predenja, općenito koristeći polimere visoke molekularne težine kao sirovinu, napravljenu od polurazrijeđenog rastvora kao droge za predenje, otopine fleksibilnog molekulskog lanca do zapetljavanja u polurazrijeđenoj otopini, a zatim predenje, kristalizacija, rastezljivi lanac visoke čvrstoće, nakon ekstrakcijske obrade do višestrukog termičkog istezanja, koji je napravljen od vlakana visoke čvrstoće i visokog modula.Metoda predenja u gelu ima sljedeće osnovne karakteristike: (1) polimer ultra visoke molekularne težine se koristi kao sirovina; (2) koristiti polu-razrijeđeni rastvor kao materijal za predenje;(3) izvršeno je hipertermalno istezanje, a omjer rastezanja bio je veći od 30.

2.2 Metoda predenja iz taline plastificiranja

Talinsko predenje je napravljeno od taline polimera centrifugiranjem i ekstrudiranjem.Plastificirano predenje taline je bazirano na predenju taline, dodavanjem odgovarajuće količine razblaživača u polimernu taljevinu za predenje, kroz miješano otapalo s dva vijka, a zatim ekstrudirano, natopljeno u ekstrakcijsko sredstvo, a zatim ponovljeno istezanje može konačno dobiti visoku čvrstoću. i polietilenska vlakna visokog modula.

2.3 Metoda ekstruzije u čvrstom stanju pod visokim pritiskom

Princip ekstruzionog oblikovanja je da se ekstruderu dodaje granulirani čvrsti rastvarač, bačva materijala koja sadrži čvrsti rastvarač se zagreva do temperature topljenja, tako da se čvrsti materijal rastali, rastopljeni agens se transportuje do glave mašine pomoću fiksiranog oblika, a zatim se nakon hlađenja i oblikovanja finalni proizvod stvrdnjava.Metoda visokotlačne čvrste ekstruzije temelji se na ekstruziji koja formira topljenje pod visokim pritiskom, formirajući otapalo, zatim kroz mlaznu rupu, a zatim visoko zategnutu i na kraju dobije polietilen visoke molekularne težine.

2.4 Metoda površinske kristalizacije

Zbog sporog rasta fibroznog kristala, ova metoda se rijetko koristi u pripremi UHMWPE vlakana.

​