Uhmwpe, insieme a fibra di carbonio e aramide, è collettivamente conosciuta come le "tre principali fibre ad alta tecnologia del mondo".Fibra di polietilene a peso molecolare ultra-altaè la fibra più forte e resiliente del mondo. Attualmente è la fibra con la massima resistenza specifica e prestazioni antiproiettile tra i materiali in fibra industrializzata. Possiede numerose proprietà eccezionali come resistenza ultra-alta, modulo ultra-alto, bassa densità, resistenza all'usura, resistenza a bassa temperatura, resistenza ai raggi UV, resistenza alla schermatura, buona flessibilità, assorbimento di energia ad alto impatto e resistenza a forti acidi, forti alcali e corrosione chimica. Nei saloni comuni, è "sottile come la carta e dura come l'acciaio", con una resistenza 15 volte quella dell'acciaio. In considerazione delle sue caratteristiche di peso leggero, alta resistenza e assorbimento di energia specifico elevato,
Caratteristiche delle prestazioni
1. Eccellenti proprietà meccaniche: sotto la stessa densità lineare, la resistenza alla trazione delle fibre di polietilene a peso molecolare ultra-alta è 15 volte quella delle corde in filo d'acciaio. È più alto del 40% rispetto all'Aramid, che è anche una delle "tre principali fibre ad alta tecnologia al mondo" e 10 volte superiore alle fibre di acciaio di alta qualità e delle normali fibre chimiche. Rispetto all'acciaio, al vetro E, al nylon, alla polienamina, alla fibra di carbonio e alla fibra di boro, la sua resistenza e il suo modulo sono superiori a quelli di queste fibre e ha la massima resistenza tra i materiali della stessa massa.
2. Eccellente resistenza all'impatto: le fibre di polietilene a peso molecolare ultra-alta hanno un'eccellente resistenza all'impatto. La loro capacità di assorbire l'energia e resistere all'impatto durante la deformazione e la modellatura è superiore a quella delle fibre aramide e delle fibre di carbonio, che sono anche tra le "tre principali fibre ad alta tecnologia del mondo". Rispetto a poliammide, poliammide aromatica, fibra di vetro E, fibra di carbonio e aramide, la fibra di polietilene a peso molecolare ultra-alto ha un assorbimento di energia totale più elevato dell'impatto.
3. Eccellente resistenza all'usura: quando si confrontano i coefficienti di attrito delle fibre di polietilene a peso molecolare ultra-alto con quelle delle fibre di carbonio e delle fibre aramidiche rinforzate, la resistenza all'usura e l'affaticamento della flessione delle fibre di polietilene a peso molecolare ultra-alto sono molto più alte di quelle della fibra di carbonio e della fibra aramidica. Quindi la sua resistenza all'usura è migliore di quella di altre fibre ad alte prestazioni. Inoltre, grazie alla sua eccellente resistenza all'usura e alla resistenza alla flessione, le sue prestazioni di elaborazione sono relativamente superiori ed è facile da realizzare in altri materiali e tessuti compositi.
4. Resistenza chimica: la struttura chimica delle fibre di polietilene a peso molecolare ultra-alto è relativamente semplice e le loro proprietà chimiche sono relativamente stabili. La maggior parte delle sostanze chimiche non sono facili da corroderle. Solo poche soluzioni organiche possono gonfiarle leggermente e la perdita delle loro proprietà meccaniche è inferiore al 10%. Sono stati confrontati i tassi di ritenzione della forza di fibre di polietilene a peso molecolare ultra-alto e fibre aramidiche in diversi mezzi chimici. La resistenza alla corrosione delle fibre di polietilene a peso molecolare ultra-alto è significativamente superiore a quella delle fibre aramide. Le sue proprietà e la struttura sono particolarmente stabili in acidi, alcali e sali, ma la sua forza è leggermente persa in soluzione di ipoclorito di sodio.
5. Eccellente resistenza ottica: a causa della struttura chimica stabile delle fibre di polietilene a peso molecolare ultra-alto, la loro resistenza alla luce è anche la più superiore tra le fibre ad alta tecnologia. Le fibre aramidiche non sono resistenti ai raggi ultravioletti e devono essere utilizzate solo quando si evita la luce solare diretta. Quando si confrontano le fibre di polietilene a peso molecolare ultra-alto con nylon, alto modulo e bassa arilammidi di modulo, il tasso di ritenzione della resistenza delle fibre di polietilene a peso molecolare ultra-alto è significativamente più alto di quello di altre fibre.
6. Altre proprietà: le fibre di polietilene a peso molecolare ultra-alto hanno anche eccellenti proprietà idrofobiche, resistenza all'acqua e all'umidità, alle prestazioni dell'isolamento elettrico e una vita di flessione relativamente lunga. Ha una resistenza all'acqua eccezionale e una resistenza a bassa temperatura, con un peso specifico relativamente basso. È l'unica fibra ad alta tecnologia che può galleggiare sull'acqua ed è anche un materiale a bassa temperatura relativamente ideale.
Svantaggio: punto di fusione relativamente basso. Durante l'elaborazione di esso, la temperatura non deve superare i 130 gradi; In caso contrario, a causa delle deboli forze intermolecolari tra le fibre di polietilene a peso molecolare ultra-alte, si verificherà un creep, accorciando la sua vita di servizio. Non ci sono gruppi di tintura su fibre di polietilene a peso molecolare ultra-alto, il che rende povera la loro bagnabilità. I coloranti hanno difficoltà a penetrare all'interno delle fibre, con conseguente scarsa tintura. Questi svantaggi hanno influenzato l'ambito dei loro campi di applicazione.
Campo dell'applicazione
1. Campo di difesa: a causa dell'eccellente resistenza all'impatto e dell'elevato assorbimento di energia specifico di questa fibra, può essere trasformato in materiali di abbigliamento protettivi, caschi, materiali a prova di proiettile nell'esercito, come piastre di armatura per elicotteri, serbatoi e navi, applicazione di coperture esterne protettive per i radar a prova di proiettile. Sfruttando la sua bassa costante dielettrica, la bassa perdita dielettrica e la trasmissione al sonar elevata, viene applicata in carenature dell'antenna, coperture missilistiche, coperture per abitazioni protettive radar e altri aspetti. Ha il vantaggio di essere leggero e il suo effetto antiproiettile è migliore di quello di Aramid. Ora è diventata la fibra principale che occupa il mercato del giubbotto antiproiettile negli Stati Uniti. Inoltre, il valore di carico di impatto specifico U\/P di compositi in fibra di polietilene a peso molecolare ultra-alto è dieci volte quello dell'acciaio e più del doppio di quello di fibra di vetro e aramide. Caschi a prova di proiettile e antisommossa realizzati con questo materiale composito a resina rinforzato in fibra all'estero sono diventati sostituti di caschi in acciaio e caschi di materiale composito rinforzato aramidico. Dal punto di vista internazionale, il 70% delle fibre UHMWPE viene utilizzata in campi militari come giubbotti a prova di proiettile, caschi a prova di proiettile, armatura a prova di proiettile per strutture e attrezzature militari e aerospaziale. Tuttavia, al momento, la percentuale di fibre UHMWPE utilizzate nelle applicazioni militari in Cina è ancora molto bassa. In futuro, l'applicazione di fibre UHMWPE militari di fascia alta dovrebbe crescere rapidamente.
2. Campo aeronautico: in ingegneria aerospaziale, a causa del peso leggero, dell'alta resistenza e della buona resistenza all'impatto di questo materiale composito in fibra, è adatto per le strutture alare di vari aerei, strutture per veicoli e aeromobili di boia, ecc. corde. La sua velocità di sviluppo è estremamente rapida.
3. Campo industriale: nell'industria, questa fibra e i suoi materiali compositi possono essere utilizzati come contenitori resistenti alla pressione, cinture di trasporto, materiali filtranti, piastre di tampone automobilistico, ecc. In termini di costruzione, può essere utilizzata come parete, struttura di partizione, ecc. Se utilizzato come materiale composito di cemento rinforzante, può migliorare la resistenza e la sua resistenza all'effetto. Grazie alla sua eccellente resistenza all'usura e alla resistenza all'impatto, è ampiamente utilizzato nel settore della produzione meccanica e può essere utilizzato per realizzare varie parti meccaniche come ingranaggi, camme, giranti, rulli, pulegge, cuscinetti, gusci di cuscinetti, maniche a albero, barattoli lavorati, guarnizioni, guarnizioni di guarnizioni, abbunamenti elastici e viti.
Il polietilene a peso molecolare ultra-alto può essere usato per realizzare fodere di secchi, silos e scivoli per conservare carbone, calce, cemento, polvere minerale, sale, cereali e altri materiali in polvere. Questo perché ha eccellenti proprietà auto-lubrificanti e antiaderenti, che possono impedire ai materiali in polvere sopra menzionati di aderire alle strutture di stoccaggio e trasporto, garantendo stabilità e affidabilità.
Il polietilene a peso molecolare ultra-alto viene utilizzato per tubi di sponsorizzazione liquida come sabbie mobili. Rispetto ad altri tubi, le sue prestazioni eccezionali sono le seguenti: rispetto ai tubi di bambù, la sua durata di servizio è aumentata di 18 volte e il tasso di interesse è ridotto a 1\/25; Rispetto ai tubi di nylon, la sua durata di servizio è aumentata di 3 volte e il tasso di interesse è ridotto a 1\/8. Durante la sottoscrizione, la barriera all'interno del tubo è del 25% inferiore a quella dei tubi non metallici, il che aumenta notevolmente la frequenza di sottoscrizione.
In aree come scivoli, secchi e rivestimenti interni di compartimenti di minerale, quando si verificano clima freddo e umido, gli articoli si scongelano su superfici non metalliche, ma ciò non avverrà mai con l'uso di piastre di polietilene ad alto molecolare, riducendo così significativamente i costi di scarico. Dopo aver rivestito uno strato di foglio di polietilene ad alto molecolare sul dump di scarponi e navi di massa, il tempo di scarico uniforme è stato ridotto dall'originale da 16 a 20 ore a 8 ore.
4. Campo civile
Applicazioni nelle corde e nei cavi: corde, cavi, vele e attrezzature da pesca realizzate con questa fibra sono adatti all'ingegneria marina, che era l'uso iniziale di questa fibra. È ampiamente utilizzato in corde con carico, corde per impieghi pesanti, corde di salvataggio, corde di rimorchio, corde a barca a vela e linee di pesca, ecc. La corda fatta di questa fibra ha una lunghezza di rottura sotto il proprio peso che è otto volte quella della corda d'acciaio e due volte quella di Aramide. Questa corda viene utilizzata come una corda di ancoraggio fissa per petroliere super, piattaforme di funzionamento offshore, fari, ecc. Risolve i problemi di ruggine incontrate nell'uso precedente di cavi in acciaio e corrosione, idrolisi, degradazione ultravioletta, ecc. In cavi di nylon e poliestere, che causano la riduzione della forza del cavo e la replica della frequenza.
Attrezzature e forniture sportive: in prodotti sportivi, prodotti come backboard di calcio, caschi di sicurezza, sci, barre a vela, canne da pesca, racchette, biciclette, alianti e parti degli aeromobili ultra illuminati sono stati fatti e le loro prestazioni sono migliori di quelle dei materiali tradizionali.
Come biomateriale: questo materiale composito rinforzato con fibra viene utilizzato in vassoi dentali, innesti medici e suture di plastica, ecc. Ha una buona biocompatibilità e durata ed è altamente stabile senza causare allergie. È stato applicato nella pratica clinica. Viene anche utilizzato nei guanti medici e in altre misure mediche, ecc.
