Wytrzymałe i trwałe przędze UHMWPE (polietylen o bardzo wysokiej masie cząsteczkowej) mają najwyższą wytrzymałość na rozciąganie spośród wszystkich tworzyw termoplastycznych. Możesz również znać te przędze pod nazwami Spectra® i Dyneema®.
Przędze UHMWPE są doskonałym wyborem do zastosowań wymagających wysokiego naprężenia, wilgoci i ścieralności. UHMWPE ma wiele zastosowań, od medycznych po produkcyjne, w tym:
Sprzęt sportowy stworzony do skoków spadochronowych, jazdy na nartach i wędkowania
Sprzęt balistyczny, taki jak kamizelka kuloodporna
Liny, sznury i tekstylia dla przemysłu morskiego
Sprzęt i części dla przemysłu motoryzacyjnego
Przetwórstwo przemysłu spożywczego i napojów
Sprzęt do produkcji i obsługi materiałów luzem
Branże takie jak górnictwo, minerały, inżynieria lądowa i roboty ziemne
Wiele rodzajów lin i sznurów
Dostępne są różne gatunki UHMWPE, dlatego ważne jest, aby wybrać odpowiedniego producenta i typ do danego zastosowania. Na przykład jednym z gatunków oferowanych przez Honeywell jest Spectra® typu S-900, który ma moduł około 900 g/den i wydłużenie przy zerwaniu około 3,6 procent. Tak się składa, że znacznie różni się od oferowanej przez DSM Dyneema® typu SK-38, która ma moduł sprężystości około 396 g/den przy wydłużeniu przy zerwaniu około 6,5%. Kilka firm oferuje szereg różnych klas i rozmiarów, które mają różne właściwości.
Oto niektóre z kluczowych właściwości UHMWPE, na które należy zwrócić uwagę przy wyborze materiału do zastosowania.
Wytrzymałość cieplna
UHMWPE ma niższą odporność na ciepło niż wiele innych rodzajów włókien o wysokiej wytrzymałości i niższą temperaturę topnienia (297 stopni do 305 stopni F) niż wiele popularnych polimerów. Wszystkie gatunki będą miały taką samą odporność na ciepło i temperaturę topnienia ze względu na charakter UHMWPE.
Na przykład UHMWPE jest dobrym rozwiązaniem na kuloodporne kamizelki kuloodporne stosowane w ochronie i policji, ale nie jest dobrym wyborem do produkcji sprzętu strażackiego. Ale wszystkie gatunki UHMWPE miałyby podobny poziom odporności na ciepło.
Wytrzymałość na rozciąganie
Przędze UHMWPE są o 40 procent mocniejsze niż przędze aramidowe. Posiadają również wysoką odporność na ścieranie, nawet pod naciskiem oraz są 15 razy bardziej odporne na ścieranie niż stal węglowa. Jeśli wytrzymałość i zapobieganie pękaniu ma kluczowe znaczenie, oceń wybór przędzy, aby upewnić się, że spełnia ona wymagania dotyczące wytrzymałości na rozciąganie.
UHMWPE jest znany ze swojej wysokiej wytrzymałości na rozciąganie – ale zawsze sprawdzaj specyfikacje produktu, aby uzyskać dokładne właściwości na rozciąganie. Mocne strony różnią się w zależności od oceny i dokładnie tego, jak każda ocena jest losowana. Skoczek spadochronowy nie chce, aby jego sprzęt pękł pod wpływem dużego obciążenia, a Twoja firma z pewnością nie chciałaby być zaangażowana w tworzenie wadliwych materiałów, które mogłyby spowodować wypadek.
Trwałość
W zależności od gatunku UHMWPE ma zwykle masę cząsteczkową między 3,5 a 7,5 miliona amu, co jest dość wysoką wartością. UHMWPE ma również bardzo wysoką odporność na przecięcia. Ma również bardzo niski współczynnik tarcia, porównywalny z politetrafluoroetylenem (PTFE), co oznacza, że doskonale nadaje się do zastosowań związanych z ruchem i poślizgiem. Typowym przykładem jest sprzęt do transportu materiałów sypkich, który podlega ciągłym, powtarzalnym ruchom.
Należy zauważyć, że przędza może ostatecznie rozwinąć tak zwane pełzanie pod stałym obciążeniem rozciągającym. Kiedy pojawia się pełzanie, to stopniowe wydłużanie się włókien może powodować bardziej ograniczoną żywotność. Obserwuj to uważnie w warunkach niesłabnącego napięcia.
Pełzanie jest mierzone w module lub odporności na odkształcenie. Włókna UHMWPE charakteryzują się dużą wytrzymałością i wysokim modułem w kierunku włókien. Ponieważ ma również niską gęstość, ma wysoką wytrzymałość w przeliczeniu na wagę.
UHMWPE ma mniejsze pełzanie niż inne włókna, takie jak poliester. Jeśli pełzanie jest dużym problemem – na przykład przy produkcji cięciw łukowych – najlepszym rozwiązaniem może być gatunek UHMWPE o wyższym module sprężystości. UHMWPE ma również znacznie lepszą odporność na promieniowanie UV niż przędza aramidowa i wydaje się być lepszym wyborem do zastosowań zewnętrznych.
Jako przykład, istnieje Dyneema® typ SK 99, który ma moduł 1801 g/den, a także typ DM 20, który ma moduł 1088 g/dn. Oba te materiały są uważane za materiały o wysokim module sprężystości, jednak w zależności od wybranego gatunku jeden z nich może być znacznie wyższy od drugiego. Włókno Spectra® ma również podobną ofertę z szerokim zakresem modułów.
Odporność chemiczna/woda
Jeśli przędza UHMWPE będzie narażona na działanie chemikaliów i rozpuszczalników, warto wiedzieć, że ma wysoką odporność chemiczną - i dotyczy to wszystkich UHMWPE, niezależnie od gatunku. Jest zazwyczaj wysoce odporny na większość alkaliów, kwasów, rozpuszczalników organicznych, środków odtłuszczających i ataków elektrolitycznych.
UHMWPE ma niski ciężar właściwy, co oznacza, że unosi się w wodzie. Ma również wysoką wodoodporność, dzięki czemu nadaje się do stosowania w produkcji sprzętu wodnego i sprzętu, który będzie stale narażony na mokre warunki środowiskowe.
Na przykład cumy i liny okrętowe są zwykle budowane z UHMWPE ze względu na podwójne zalety wysokiej odporności na wodę i wysokiej odporności na ścierne działanie soli morskiej.
Nietoksyczny i bezpieczny
Przy prawidłowym wykonaniu wszystkie gatunki UHMWPE są bezwonne, bez smaku i nietoksyczne. Zapewnia to bezpieczeństwo pracownikom produkcyjnym w operacjach produkcyjnych, a także bezpieczeństwo użytkownikom końcowym produktów wykonanych z UHMWPE.
To doskonały wybór do zastosowań medycznych. UHMWPE od ponad czterdziestu lat jest powszechnie stosowany w całkowitej protezie stawu biodrowego, ponieważ zapewnia prawie beztarciową powierzchnię panewki stawu.
Który rodzaj jest dla Ciebie najlepszy?
Biorąc pod uwagę wszystkie zmienne, typy i rozmiary, wybór odpowiedniego UHMWPE, który spełni określone wymagania, może być trudny. UHMWPE to gładkie, drogie włókno, które jest niezwykle trudne w obróbce, dlatego ważne jest, aby wybrać niezawodną firmę, która przetworzy to specjalne włókno na gotowy produkt.
