Сверхвысокомолекулярный полиэтилен
Сверхвысокомолекулярный полиэтилен высокой плотности, называемый также высокомодульным полиэтиленом, относится к группе термопластичных. Данный материал обладает рядом уникальных физико-механических свойств, выделяющих его среди других полимерных материалов на основе полиэтилена.
Основной особенностью СВМПЭ являются длинные линейные параллельно ориентированные цепочки полиэтилена со сверхвысокой массой молекул (до 6 млн.) и относительно слабыми связями между ними по сравнению, например, с кевларом, имеющим короткие молекулы и сильные связи между ними. Это способствует более эффективной передаче и распределению нагрузки на материал, что обеспечивает его высокую жесткость и ударопрочность, превосходящую по данному показателю любой другой термопластичный полиэтилен.
Обладая таким же коэффициентом трения, как и политетрафторэтилен (ПТФЭ), сверхмолекулярный полиэтилен гораздо более стоек к истиранию (в три раза выше фторопласта и в пять раз выше капролона), но при этом он менее теплостоек по сравнению с другими полимерами высокой плотности.
Простая структура высокомолекулярного полиэтилена практически не имеет боковых ответвлений и дополнительных двойных связей, не содержит сложных эфиров, амидов и других химических групп, вступающих в реакцию с агрессивными химическими веществами. Это обеспечивает его нетоксичность, высокую влагонепроницаемость, устойчивость к действию большинства химических веществ и ультрафиолетовому излучению.
Основные свойства СВМПЭ
К основным свойствам сверхвысокомолекулярного полиэтилена относится:
- повышенная жесткость, наиболее высокая прочность и стойкость к механическим воздействиям по сравнению с другими видами материалов из термопластичного полиэтилена;
- низкий коэффициент трения и высокое смазывающее качество высокомолекулярного полиэтилена, обеспечивающие отличные антифрикционные свойства, сравнимые с фторопластом и полиамидом;
- повышенное сопротивление к абразивному воздействию, что способствует высокой износостойкости, показатель которой превышает в несколько раз другие марки полиэтиленов высокой плотности;
- низкая газо-, паро- и водопроницаемость, позволяющая использовать изделия из СВМПЭ как при высокой влажности так и при прямом контакте с водой;
- химическая стойкость к воздействию большинства агрессивных сред и веществ, за исключением различных окислителей, например азотной кислоты;
- высокая морозостойкость, позволяющая эксплуатировать изделия из сверхмолекулярного полиэтилена в широком температурном диапазоне;
- небольшая температура плавления (около 150 °С), что не допускает эксплуатацию изделий из высокомодульного полиэтилена при температуре выше 80-100 °С.
Использование СВМПЭ
Уникальные свойства сверхвысокомолекулярного полиэтилена позволяют использовать его в самых разнообразных сферах, в том числе в жестких и суровых условиях эксплуатации. При этом он может успешно применяться в качестве аналога, заменяющего другие дорогостоящие материалы (цветные металлы, легированные стали, фторопласт и др.).
Основные сферы применения высокомолекулярного полиэтилена:
- производство изделий военного назначения: изготовление средств индивидуальной защиты (бронежилеты, каски) и броневой защиты различных объектов, например транспортных средств.
- машиностроение: изготовление различных деталей для станков и механизмов, подвергающихся повышенной степени истирания: втулки, вкладыши, шестеренки, ролики, шнеки и т.п.
- легкая и пищевая промышленность: изготовление оборудования для мясо-молочного, хлебобулочного и кондитерского производства, особо прочных нитей, канатов, ремней и пр.
- химическая промышленность: изготовление и облицовка различных емкостей, в том числе для агрессивных жидкостей, деталей и элементов устройств для их транспортировки, трубопроводов, уплотнителей и т.д.
- электротехническая промышленность: изготовление опор и изоляторов, держателей и оболочек электрокабелей, деталей и каркасов различных электротехнических изделий и т.д.
- судостроение и транспорт: облицовка стапелей и доков судостроительных верфей, причальных отбойников, производство канатов и тросов, отдельных деталей в автомобилестроении и пр.
- производство спортивных товаров: искусственные покрытия и ограждения для ледовых площадок, защитная одежда для фехтования, альпинистское снаряжение, производство лыж, сноубордов, клюшек, защитных щитков, рыболовной лески и т.д.
- медицина: изготовление эндопротезов суставов в хирургии и имплантатов в стоматологии, производство различных ортопедических изделий.
