Polietilene ad alto peso molecolare: descrizione, proprietà, applicazioni

2024 Autore: Howard Calhoun | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-17 10:31

Ogni giorno nuovi materiali ottenuti con mezzi artificiali vengono introdotti nella sfera dell'attività umana. Uno di questi è il polietilene ad alto peso molecolare, che è diventato un prodotto commerciale dagli anni '50, ma solo ora sta guadagnando una vera popolarità.

Descrizione

Il polietilene ad alto peso molecolare è un tipo di etilene polimerizzato termoplastico. La sua caratteristica principale sono le catene molecolari molto lunghe. Sono percepiti meglio e trasmettono carichi, "compensandoli" con interazioni intermolecolari.

L'aspetto del materiale non è diverso dagli altri tipi di plastica. È inodore, insapore, non tossico. Può essere dato qualsiasi colore mediante l'introduzione di colori. Allo stesso tempo, ha una serie di proprietà che lo distinguono dagli altri polimeri.

Il polietilene ad alto peso molecolare è un materiale resistente con una grande resistenza agli urti. È in grado di resisteresollecitazioni significative. Non assorbe l'umidità, motivo per cui non interagisce con la pelle umana e si sente scivoloso. Inoltre, ha un'elevata resistenza all'abrasione (più dell'acciaio) e un basso coefficiente di attrito.

Proprietà del polietilene ad alto peso molecolare

Come già notato, la caratteristica principale di questo polimero ad alto peso molecolare sono le lunghe catene molecolari. Inoltre, sono orientati nella stessa direzione. Si trovano quasi paralleli tra loro. Questo spiega la forza del materiale.

Nonostante il polietilene ad alto peso molecolare formi lunghe catene, il legame tra le singole molecole è debole. Questa cifra è un ordine di grandezza inferiore a quella del Kevlar, che non è un materiale meno durevole. Questa caratteristica rende il polimero non resistente al calore: fonde a una temperatura di 144 gradi Celsius.

Questo polietilene non contiene esteri, ammine o gruppi idrossilici che rendono i materiali suscettibili ad ambienti reattivi e pesanti. Grazie a ciò, la sostanza non è soggetta ad acqua, umidità, reagenti aggressivi, microrganismi e raggi UV.

Metodi di riciclaggio principali

I requisiti in base ai quali deve essere prodotto polietilene ad alto peso molecolare, contiene GOST 16338-85. Secondo loro, la sintesi del materiale viene effettuata dall'azione di catalizzatori metallocenici sul monomero - etilene. Per la produzione diretta dei prodotti vengono utilizzate le seguenti principali tipologie di lavorazione:

1. Gel filatura. Materia primamiscelato con solvente. La massa risultante viene forzata attraverso i fori nell'acqua. I filamenti risultanti vengono cotti in forni mentre li estraggono e si rimuove il solvente.
2. Pressatura a caldo e sinterizzazione. La massa polverulenta viene compressa con grande forza, ottenendo così un materiale omogeneo. Quindi viene sottoposto a trattamento termico - sinterizzazione a una temperatura di 150-200 gradi.
3. Estrusione di pistoni. La materia prima viene fusa fino a ottenere una massa omogenea, simile alla gomma, e quindi spremuta attraverso speciali ugelli.

La filatura con gel è la più diffusa. Del resto è così che si ottengono fibre di polietilene ad alto peso molecolare e di grande resistenza.

Uso militare

Le fibre, per la cui produzione viene utilizzato un polimero ad alto peso molecolare, sono ampiamente utilizzate per creare dispositivi di protezione individuale, in particolare giubbotti antiproiettile. A causa delle proprietà dei fili come il basso peso specifico e l'elevata resistenza allo snervamento (il rapporto di questi indicatori è 7-8 volte superiore a quello dell'acciaio), l'armatura è leggera e resistente a proiettili, schegge e altri elementi dannosi.

L'armatura del corpo è costituita da fogli ottenuti applicando fibre l'una sull' altra con diverse angolazioni. Grazie a questa tecnologia, appaiono i tessuti multiassiali, un tipo speciale di tessuti vitrei che sopportano sollecitazioni in qualsiasi direzione. Il polietilene ad alto peso molecolare viene utilizzato per proteggere il busto, gli arti. Proprietài tessuti multiassiali consentono di proteggere i veicoli blindati, nonché l'uso di fibre per creare guanti resistenti al taglio.

Applicazioni mediche

In medicina, il polietilene ad alto peso molecolare viene utilizzato principalmente per creare impianti per l'articolazione dell'anca, la colonna vertebrale e le articolazioni del ginocchio. È stato utilizzato per la prima volta per questo scopo nel 1962. E da allora iniziò a dominare.

Materiale ampiamente utilizzato e modificato - rete o polimero reticolato. Si ottiene sgusciando le fibre di polietilene ad alto peso molecolare con quanti gamma o elettroni, che cuciono insieme i fili. Dopodiché, viene esposto al calore, che riduce la sua capacità di ossidoriduzione.

Le fibre basate su questa materia prima vengono utilizzate anche per la sutura. Il leader nella produzione di questi prodotti è DSM, che fornisce al mercato medicale fili di sutura chiamati Dyneema Purity.

Uso industriale

La lastra in polietilene ad alto peso molecolare, fornita al mercato manifatturiero in billette piatte di 2 cm di spessore, ha trovato la maggiore applicazione nel settore Finestre in plastica di classe prestigio, pannelli in PVC e profili in PVC di varie configurazioni sono realizzati sulla sua base.

Nell'ingegneria meccanica per la produzione di anelli di tenuta, cuscinetti, la creazione di parti operanti in ambiente idraulico o oleoso eanche in installazioni pneumatiche ad alta pressione di esercizio, viene spesso utilizzato polietilene ad alto peso molecolare 1000, uno dei principali tipi di polimero.