2024 Autore: Beatrice Philips | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-16 05:45
Il polietilene ad alto peso molecolare (PE-500) è chiamato polimero plastico. Ha una serie di proprietà fisiche e chimiche uniche, che lo rendono adatto per l'uso in condizioni estreme. In questo articolo, prenderemo in considerazione tutto ciò che riguarda il polietilene ad alto peso molecolare.
Cos'è?
Questo materiale appartiene a uno dei tipi di etilene polimerizzato in plastica. La sua caratteristica sono i legami molecolari lineari allungati orientati nella stessa direzione. Tali circuiti si distinguono per una migliore percezione e trasferimento dei carichi.
In apparenza, il polietilene ad alto peso molecolare assomiglia alla plastica . È solido, inodore e non contiene sostanze tossiche. Il materiale è prodotto dalla sintesi di catalizzatori etilene e metallocenici in impianti a bassa pressione. In fase di produzione, alle materie prime viene aggiunto un colore per conferire il colore dell'etilene polimerizzato.
I produttori producono anche un polimero ad altissimo peso molecolare (ultra-alto peso molecolare) con un peso molecolare di oltre 10.000.000 di unità. (PE-1000) . In termini di caratteristiche di resistenza, è molte volte superiore ad alcuni tipi di acciai al carbonio e inossidabili.
Vantaggi e svantaggi
Il materiale ha una serie di vantaggi significativi. I principali vantaggi sono i seguenti:
- ottima resistenza all'usura e all'abrasione meccanica; il polimero ad alta densità ha un'elevata resistenza agli urti;
- resistenza a crepe, scheggiature e altri tipi di deformazione;
- resistenza alle fluttuazioni di temperatura, grazie alla quale il materiale può funzionare sia a indicatori di temperatura eccessivamente alti che a temperatura minima;
- resistenza all'umidità e alle sostanze aggressive (ad eccezione degli ossidanti); questa caratteristica è ottenuta grazie all'assenza di ammidi, esteri o gruppi ossidrilici nel materiale, che sono suscettibili di sostanze chimicamente aggressive;
- resistenza alla radiazione solare;
- elevate proprietà igieniche: il materiale non è suscettibile agli attacchi di microrganismi patogeni; funghi e muffe non si formano su di esso;
- buona capacità di isolamento elettrico e dielettrico;
- Il polietilene PE-500 ha un'eccellente saldabilità;
- resistenza alle radiazioni.
Gli svantaggi del materiale includono il suo basso punto di fusione (non più di + 150 ° C), motivo per cui si consiglia di far funzionare il polimero a una temperatura non superiore a +100 gradi.
Il polietilene ad alto peso molecolare è relativamente nuovo . È prodotto da 2 imprese nazionali (Tomskneftekhim e Kazanorgsintez). La tecnologia di produzione è complessa e costosa, il che incide sul costo del prodotto finito.
Proprietà e caratteristiche del materiale
Il polietilene ad alta resistenza ha lunghe catene molecolari quasi parallele tra loro. Questa caratteristica strutturale fornisce indicatori ad alta resistenza. Tuttavia, tra alcune molecole sorgono legami deboli, motivo per cui il materiale non può essere definito resistente al calore. Le sue temperature di lavoro sono fino a + 100 ° С. Con un aumento degli indicatori di temperatura a +140 gradi, il polimero si scioglie e si trasforma in una massa viscosa.
Il polimero PE-1000 ha le seguenti caratteristiche tecniche:
- assorbimento d'acqua - 0,01-0,05%;
- peso specifico - 0, 93-0, 94 g / cm³;
- modulo di flessione - non più di 1 GPa;
- coefficiente di attrito - circa 0, 1;
- coefficiente di resistenza all'urto - 160-170 kJ / m²;
- allungamento alla flessione - 8-10%;
- resistenza superficiale - 1014 ohm.
Il materiale è classificato come normalmente infiammabile. Durante il funzionamento non emette sostanze nocive nell'ambiente.
Modalità di trattamento
Il polietilene ad alto peso molecolare è prodotto secondo gli standard corrispondenti a GOST 16338-85. La produzione utilizza il metodo della sintesi dell'etilene sotto l'influenza di catalizzatori metallocenici. Al momento, sono noti diversi metodi di lavorazione dei polimeri.
Sinterizzazione e pressatura a caldo
Grazie a questi metodi si ottengono polietilene monolitico di grande formato, lastre e cilindri. Nel processo di ulteriore lavorazione, si ottengono da esse strisce piallate e vari meccanismi per attrezzature. La tecnologia di produzione implica la spremitura a freddo della polvere polimerica in pezzi grezzi e la loro successiva sinterizzazione a una temperatura di +200 gradi . Come risultato del trattamento termico, si ottengono prodotti semilavorati: monoliti, lastre e blocchi.
Estrusione a stantuffo
Il processo di produzione consiste nel fondere la materia prima ad alte temperature fino a ottenere una massa gommosa omogenea. Da esso, utilizzando unità speciali con ugelli, barre, tubi o nastri di varie lunghezze vengono spremuti.
Filatura del gel
La tecnologia di produzione comprende diverse fasi: dissolvere la materia prima in olio di paraffina e forzare la massa risultante attraverso fori sottili nell'acqua. Si ottengono così filati che vengono successivamente cotti in apparecchiature a forno con contemporanea stiratura delle fibre e rimozione delle sostanze solventi. Quando viene lavorato con la filatura del gel, si ottiene una fibra super resistente.
Quest'ultimo metodo di elaborazione è più popolare.
Applicazioni
Grazie alle sue proprietà uniche, il polietilene ad alto peso molecolare viene utilizzato in vari campi. Viene spesso utilizzato come analogo, in sostituzione di vari metalli non ferrosi, acciai altolegati e altri materiali.
In medicina
Il polimero ultra resistente è stato utilizzato per la produzione di impianti dal 1962. Oggi viene utilizzato per realizzare protesi per le articolazioni dell'anca in chirurgia e impianti dentali in odontoiatria. Il materiale viene utilizzato per creare vari prodotti ortopedici.
Nell'industria chimica, alimentare e leggera
Il materiale viene utilizzato per la fabbricazione di attrezzature e componenti per la produzione alimentare, contenitori per lo stoccaggio e il trasporto di sostanze chimicamente aggressive, flaconi per cosmetici, barili, serbatoi.
Nell'industria militare
Fibre polimeriche resistenti vengono utilizzate per la produzione di dispositivi di protezione individuale per il personale di sicurezza. In particolare, ne sono fatti i giubbotti antiproiettile e gli elmetti. L'armatura risultante è leggera, ma allo stesso tempo protegge in modo affidabile dalle ferite da proiettile . E anche con l'aiuto di questo polimero, l'equipaggiamento speciale è blindato.
In ingegneria meccanica
Il polietilene ad alta resistenza viene utilizzato per la produzione di pezzi di ricambio che operano in ambienti idraulici o petroliferi. Viene utilizzato per produrre cuscinetti, boccole, boccole, ingranaggi - parti soggette ad un alto grado di abrasione meccanica. I pezzi di ricambio per installazioni pneumatiche con maggiore pressione di esercizio sono realizzati in resistente polimero PE-1000.
Articoli e attrezzature sportive
Il materiale viene utilizzato nella fabbricazione di tute da scherma, divise da alpinismo, sci, snowboard.
Numerosi beni di consumo sono realizzati con polimeri ad alta resistenza . Questi includono prodotti per la floricoltura e l'arredo bagno, articoli per la casa e attrezzi da giardino. Viene utilizzato per la produzione di mobili, giocattoli per bambini, servizi igienici mobili e attrezzature per l'organizzazione di parchi giochi per bambini.
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