Polyethylen Mit Hohem Molekulargewicht: Polyethylen Mit Ultrahohem Molekulargewicht, UHRPE PE-1000 Mit Hoher Dichte Und Ultrahohem Molekulargewicht

2024 Autor: Beatrice Philips | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-16 05:31

Polyethylen mit hohem Molekulargewicht (PE-500) wird als Kunststoffpolymer bezeichnet. Es hat eine Reihe einzigartiger physikalischer und chemischer Eigenschaften, die es für den Einsatz unter extremen Bedingungen geeignet machen. In diesem Artikel werden wir alles über Polyethylen mit hohem Molekulargewicht betrachten.

Was ist das?

Dieses Material gehört zu einer der Arten von polymerisiertem Ethylen. Sein Merkmal sind langgestreckte lineare Molekülbindungen, die in die gleiche Richtung orientiert sind. Solche Schaltungen zeichnen sich durch eine bessere Wahrnehmung und Übertragung von Lasten aus.

Im Aussehen ähnelt Polyethylen mit hohem Molekulargewicht Kunststoff . Es ist fest, geruchlos und enthält keine giftigen Stoffe. Das Material wird durch die Synthese von Ethylen- und Metallocen-Katalysatoren in Niederdruckanlagen hergestellt. In der Produktionsphase wird den Rohstoffen eine Farbe zugesetzt, um dem polymerisierten Ethylen eine Farbe zu verleihen.

Hersteller produzieren auch ein Polymer mit ultrahohem Molekulargewicht (ultrahohem Molekulargewicht) mit einem Molekulargewicht von mehr als 10.000.000 Einheiten. (PE-1000) . In Bezug auf die Festigkeitseigenschaften ist es einigen Sorten von Kohlenstoff- und Edelstählen um ein Vielfaches überlegen.

Vorteile und Nachteile

Das Material hat eine Reihe von wesentlichen Vorteilen. Die Hauptvorteile sind wie folgt:

• ausgezeichnete Beständigkeit gegen Verschleiß und mechanischen Abrieb; Polymer mit hoher Dichte hat eine hohe Schlagzähigkeit;
• Beständigkeit gegen Risse, Späne und andere Arten von Verformungen;
• beständigkeit gegen Temperaturschwankungen, aufgrund derer das Material sowohl bei zu hohen als auch bei minimalen Temperaturindikatoren betrieben werden darf;
• Beständigkeit gegen Feuchtigkeit und aggressive Stoffe (außer Oxidationsmittel); diese Eigenschaft wird durch das Fehlen von Amiden, Estern oder Hydroxylgruppen im Material erreicht, die gegenüber chemisch aggressiven Substanzen anfällig sind;
• Beständigkeit gegen Sonneneinstrahlung;
• hohe hygienische Eigenschaften - das Material ist nicht anfällig für Angriffe durch pathogene Mikroorganismen; Pilze und Schimmel bilden sich darauf nicht;
• gute elektrische Isolier- und dielektrische Fähigkeit;
• PE-500 Polyethylen hat eine ausgezeichnete Schweißbarkeit;
• Strahlungsbeständigkeit.

Zu den Nachteilen des Materials gehört sein niedriger Schmelzpunkt (nicht mehr als + 150 ° C), weshalb empfohlen wird, das Polymer bei einer Temperatur von nicht mehr als +100 Grad zu betreiben.

Polyethylen mit hohem Molekulargewicht ist relativ neu . Es wird von 2 inländischen Unternehmen (Tomskneftekhim und Kazanorgsintez) hergestellt. Die Fertigungstechnologie ist komplex und teuer, was sich auf die Kosten des Endprodukts auswirkt.

Materialeigenschaften und Eigenschaften

Hochfestes Polyethylen hat lange Molekülketten, die fast parallel zueinander verlaufen. Dieses strukturelle Merkmal liefert hochfeste Indikatoren. Zwischen einigen Molekülen entstehen jedoch schwache Bindungen, weshalb das Material nicht als hitzebeständig bezeichnet werden kann. Seine Arbeitstemperaturen betragen bis zu + 100 ° C. Bei einem Anstieg der Temperaturindikatoren auf +140 Grad schmilzt das Polymer und wird zu einer viskosen Masse.

Polymer PE-1000 hat die folgenden technischen Eigenschaften:

• Wasseraufnahme - 0,01-0,05%;
• spezifisches Gewicht - 0, 93-0, 94 g / cm³;
• Biegemodul - nicht mehr als 1 GPa;
• Reibungskoeffizient - ungefähr 0, 1;
• Schlagzähigkeitskoeffizient - 160-170 kJ / m²;
• Biegedehnung - 8-10%;
• Oberflächenwiderstand - 1014 Ohm.

Das Material ist als normal entflammbar eingestuft. Während des Betriebs gibt es keine Schadstoffe an die Umwelt ab.

Verarbeitungsmethoden

Polyethylen mit hohem Molekulargewicht wird gemäß GOST 16338-85 hergestellt. Die Herstellung erfolgt nach der Methode der Ethylensynthese unter dem Einfluss von Metallocen-Katalysatoren. Derzeit sind mehrere Verfahren zur Polymerverarbeitung bekannt.

Sintern und Heißpressen

Dank dieser Verfahren werden großformatige monolithische Polyethylene, Platten und Zylinder erhalten. Bei der Weiterbearbeitung werden daraus gehobelte Streifen und verschiedene Mechanismen für die Ausrüstung gewonnen. Die Produktionstechnologie beinhaltet das Kaltpressen des Polymerpulvers zu Rohlingen und deren anschließendes Sintern bei einer Temperatur von +200 Grad . Durch die Wärmebehandlung werden Halbzeuge erhalten - Monolithe, Platten und Blöcke.

Kolbenextrusion

Der Produktionsprozess besteht darin, das Ausgangsmaterial bei hohen Temperaturen zu einer homogenen gummiartigen Masse aufzuschmelzen. Daraus werden mit speziellen Einheiten mit Düsen Stangen, Rohre oder Bänder unterschiedlicher Länge herausgepresst.

Gel Spinnen

Die Herstellungstechnologie umfasst mehrere Stufen: Auflösen des Ausgangsmaterials in Paraffinöl und Verpressen der resultierenden Masse durch dünne Löcher in Wasser. Als Ergebnis werden Garne erhalten, die anschließend in Ofenanlagen unter gleichzeitigem Verstrecken der Fasern und Entfernung von Lösungsmittelsubstanzen gebrannt werden. Bei der Verarbeitung durch Gelspinnen wird eine superstarke Faser erhalten.

Die letztere Verarbeitungsmethode ist beliebter.

Anwendungen

Aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften wird Polyethylen mit hohem Molekulargewicht in verschiedenen Bereichen verwendet. Es wird oft als Analogon verwendet und ersetzt verschiedene Nichteisenmetalle, hochlegierte Stähle und andere Materialien.

In Behandlung

Seit 1962 wird ultrastarkes Polymer zur Herstellung von Implantaten verwendet. Heute werden daraus Prothesen für Hüftgelenke in der Chirurgie und Zahnimplantate in der Zahnheilkunde hergestellt. Aus dem Material werden verschiedene orthopädische Produkte hergestellt.

In der Chemie-, Lebensmittel- und Leichtindustrie

Das Material wird zur Herstellung von Geräten und Komponenten für die Lebensmittelproduktion, Behälter für die Lagerung und den Transport chemisch aggressiver Stoffe, Flaschen für Kosmetika, Fässer, Tanks verwendet.

In der Militärindustrie

Zur Herstellung von persönlicher Schutzausrüstung für Sicherheitspersonal werden starke Polymerfasern verwendet. Insbesondere kugelsichere Westen und Helme werden daraus hergestellt. Die resultierende Panzerung ist leicht, schützt aber gleichzeitig zuverlässig vor Schussverletzungen . Und auch mit Hilfe dieses Polymers wird spezielle Ausrüstung gepanzert.

Im Maschinenbau

Hochfestes Polyethylen wird für die Herstellung von Ersatzteilen verwendet, die in Hydraulik- oder Ölumgebungen eingesetzt werden. Es wird verwendet, um Lager, Buchsen, Buchsen, Zahnräder herzustellen - Teile, die einem hohen mechanischen Abrieb unterliegen. Ersatzteile für pneumatische Anlagen mit erhöhtem Arbeitsdruck sind aus Hochleistungspolymer PE-1000.

Sportartikel und -ausrüstung

Das Material wird bei der Herstellung von Fechtanzügen, Bergsteigeruniformen, Skiern und Snowboards verwendet.

Zahlreiche Konsumgüter werden aus hochfestem Polymer hergestellt . Dazu zählen Produkte für die Blumenzucht und Badausstattung, Haushaltsartikel und Gartengeräte. Es wird zur Herstellung von Möbeln, Kinderspielzeug, mobilen Toiletten und Geräten zur Gestaltung von Kinderspielplätzen verwendet.