התכה ויישום של UHMWPE Skived Film

לסרט UHMW פוליאתילן עמידות גבוהה במיוחד בפני שחיקה, העולה על עמידות השחיקה של פלדה.יחד עם עמידות כימית רחבה ומקדם חיכוך נמוך הופכים את UHMW לחומר הנדסי רב-תכליתי עבור יישומי שירות רבים וקשים.חלקלק כמו פולימר® פלואורופולימר, אך עמיד במיוחד בפני שחיקה ובלאי.לפולימרים UHMW יש משקל מולקולרי ממוצע פי 10 מזה של שרפי פוליאתילן רגילים בצפיפות גבוהה.משקל מולקולרי גבוה יותר מעניק ל-UHMW Polymers את השילוב הייחודי של מאפיינים יישומים: משטחים פנימיים וחיצוניים למים ראויים לשתייה, כימיקלים, דלק והידראוליים, משטחים תחתונים למגלשי סקי וסנובורד, בטנות למחללים להפחתת חיכוך ובלאי.

סרט פרוס מסחרי של פוליאתילן במשקל מולקולרי גבוה במיוחד (UHMWPE) עם כיוון חד צירי גבוה1 נחקר במהלך התכה והתגבשות ברזולוציית זמן של 30 שניות על מנת לזהות את מנגנוני ההתגבשות.

נמצא שגיבוש איזוטרופי מתרחש בכל פעם שההמסה מחוממת ל-140◦C ומעלה.מתרחשת התגבשות מכוונת, אם ההמסה נשמרת ב-138◦C או מתחת.נראה שטמפרטורת חישול נמס אופטימלית היא 136◦C.בטמפרטורה זו נמחק לחלוטין הננו-גבישי למחצה של הסרט המקורי, בעוד שזיכרון הכיוון של ההיתוך נשמר.יתר על כן, לא ניתן להתחיל התגבשות איזותרמית בטמפרטורה של 110◦C ומעלה.בטמפרטורה של 105◦C התגבשות מכוונת מתחילה לאחר 2.5 דקות.למלות עם עובי פוחת באיטיות גדלות במהלך תקופה איזותרמית של 20 דקות.

במהלך ההתגבשות הלא-איזותרמית הבאה (קצב קירור: 20◦C/min) נוצרים בלוקים גבישיים קטנים עם מתאם של השכן הבא.לפיכך, מנגנוני ההתגבשות דומים לאלו שנמצאו בחומרי פוליאתילן אחרים בעלי צפיפות הסתבכות שרשרת גבוהה מספיק שנחקרו קודם לכן, למעט התת-קירור הניכר הנדרש להתחלת התגבשות איזותרמית.

בוצע ניתוח הנתונים במרחב האמיתי באמצעות ה-CDF הרב-ממדי.במהלך ההתכה של החומר העובי הממוצע של השכבות הגבישיות נשאר קבוע (27 ננומטר), בעוד שהתקופה הארוכה גדלה מאוד מ-60 ננומטר ל-140 ננומטר.מכיוון שהניתוח מראה שאפילו הננו-מבנה המקורי נשלט על ידי מתאמים של השכן הבא רק זה אומר שהיציבות של הלמלה עולה באופן מונוטוני כפונקציה של המרחק לשכנותיה.בעוד שהמבנה המקורי מציג למלות מורחבות, התחומים המתגבשים אינם רחבים יותר מהמרחק ביניהם בכיוון הסיבים s3.

היישומים כוללים ריפוד של מסוע, מסילות מובילות, ספינות מצנחים, מובילי שרשרת, החלקות מגירות והפחתת רעש.עמידות בפני שחיקה ובלאי מעולה.