הכנת סיבי UHMWPE

UHMWPE, הידוע גם כפוליאתילן בעל חוזק גבוה, הוא כיום אחד מהחומרים בעלי הביצועים הגבוהים בעולם.בשל תכונותיו המצוינות המקיפות כגון עמידות בפני קורוזיה, עמידות בפני שחיקה וצפיפות נמוכה, הוא משמש כיום בחומרי הגנה צבאיים, חומרים מכניים צבאיים, ציוד תעופה וחלל ותחומים צבאיים נוספים.

UHMWPE, הידוע גם כפוליאתילן בעל חוזק גבוה, הוא כיום אחד מהחומרים בעלי הביצועים הגבוהים בעולם.בשל תכונותיו המצוינות המקיפות כגון עמידות בפני קורוזיה, עמידות בפני שחיקה וצפיפות נמוכה, הוא משמש כיום בחומרי הגנה צבאיים, חומרים מכניים צבאיים, ציוד תעופה וחלל ותחומים צבאיים נוספים.פיתוח סיבים בעלי ביצועים גבוהים הוא הבסיס לציוד הצבאי של המדינה, והחומר המתקדם יכול להוביל לטכנולוגיה הצבאית המתקדמת, שהפכה לבסיס חומרי חשוב לבניית מדינה מודרנית חזקה, ותופסת עמדה מכרעת בתחום תחום החומרים הצבאיים ברחבי העולם.

1. תכונות של סיבי UHMWPE

לסיבי UHMWPE תכונות מקיפות מצוינות, הצפיפות היחסית שלו קטנה, יכולה לצוף על המים.וסיבי UHMWPEהוא הסיב החזק ביותר בעולם כיום.בהשוואה לפלדה, סיבי UHMWPE חזקים יותר מפי עשרה מפלדה איכותית.בנוסף, לסיבי UHMWPE יש גם עמידות חזקה בפני קורוזיה, עמידות כימית, עמידות בפני שחיקה ותכונות אחרות, ביצועים מקיפים, סיבי UHMWPE בתחומים חשובים רבים בסין משחקים תפקיד חשוב.

1.1 תכונות מכניות מצוינות

בהשוואה לסיבים בעלי ביצועים גבוהים אחרים, צפיפות סיבי UHMWPE היא שנייה רק ​​לסיבי PE וסיבי פוליפרופילן קונבנציונליים, וזהו חומר הסיבים האופטימלי עם הצפיפות הקטנה ביותר מבין חומרים חסיני כדורים.זה יכול להפחית את משקל החומר ולהשיג אפקט קל משקל תוך הבטחת ביצועים חסיני כדורים טובים יותר.

בהשוואה למאפיינים אחרים, חוזק המתיחה של UHMWPE הוא רק שני לזה של סיבי PBO ופוליאריל אסטר, והוא שונה רק ב-0.1 מזה של סיבי פוליאריל אסטר.ניתן לראות כי ל-UHMWPE חוזק מתיחה מצוין.

בהשוואה לסיבים אחרים, המודול ההתחלתי הוא רק שני ל-PBO וסיבי פחמן, מה שמעיד על כך שלסיב יש עמידות טובה יחסית בפני מתח נזק ואינו נוטה לעיוותים.זהו סוג של סיב אופייני בעל חוזק ספציפי גבוה במיוחד ומודולוס ספציפי, אשר ממלא תפקיד חשוב בחומר חסין כדורים.

1.2 ביצועי בידוד חשמלי

תופעת גלי מכ"ם עם השתקפות סיבי UHMWPE היא מעטה מאוד, עם יעילות הולכה גבוהה, משפרת את הקבוע הדיאלקטרי של חומרים מרוכבים.למרות שהקבוע הדיאלקטרי וערך האובדן של פוליאתילן הם הנמוכים מבין החומרים האחרים, לסיבי UHMWPE יש את הביצועים שסיבי פוליאתילן מסורתיים אינם יכולים להגיע אליהם, ויש לו השפעה טובה יותר מחומרים כלליים, ולכן הוא החומר המועדף עבור רדאר ראדאם, עם איכות גבוהה ואפקט קל.

1. 3 עמידות בפני מזג אוויר ועמידות בפני שחיקה

לסיבי UHMWPE יש עמידות מצוינת במזג האוויר ויכולים לשמור על הביצועים הגבוהים המקוריים ללא שינוי לאחר זמן רב של תאורה וסביבה קשה.יחד עם זאת, לסיבי UHMWPE יש עמידות בפני שחיקה ועמידות עייפות כיפוף גבוהה יותר מסיבי ארמיד בחומרים בעלי ביצועים גבוהים, כך שעמידות הבלאי של סיב זה טובה יותר מסיבים בעלי ביצועים גבוהים אחרים.בשל עמידות הבלאי הגבוהה וביצועי העיבוד הקלים שלו, יש לו סיכוי יישום טוב בתחום התעשייתי.

1. 4 עמידות בפני קורוזיה כימית

המבנה הפנימי של סיבי UHMWPE הדוק יחסית.דווקא בגלל הגבישיות והכיוון הגבוהים של השרשרת המולקולרית בתוך הסיב יש לסיב אינרציה כימית חזקה.לכן, במצב החומצה והבסיס או במצב הטמפרטורה הגבוהה והנמוכה, הסיב יכול לשמור על ביצועיו המקוריים ללא שינוי לאורך זמן, ועדיין להסתגל ולשחק את ערכו בסביבה הקשה.

1. 5 תכונות סיכה עצמית

חומר UHMWPE בהשוואה לחומרים הנדסיים אחרים, לחומר UHMWPE יש מקדם חיכוך נמוך מאוד, מקדם חיכוך נמוך הופך את הסיב עצמו לביצועי סיכה עצמיים טובים יותר, זהו החומר הטוב ביותר בחומרים פלסטיים בתנאי ללא חומר סיכה, כך שחומר UHMWPE נמצא בשימוש נרחב בהנדסה, עם ערך שימוש גבוה מאוד.סיבי UHMWPE משמש בתפעול המכונה, בהשוואה לפלדה המסורתית ופליז תחת פעולת חומר הסיכה טובים יותר.לכן, בהשוואה לחומרים רגילים, סיבי UHMWPE לא רק חוסכים את עלות חומרי הגלם, אלא גם מבטיחים את אפקט הביצועים המצוין, כך שיש לו ערך שימוש גבוה יותר.

2. שיטת הכנה של סיבי UHMWPE

2.1 שיטת ספינינג ג'ל

ישנן שיטות רבות להכנת סיבי UHMWPE בעלי ביצועים גבוהים, אך בשל הסיבה של הממס עצמו, לא ניתן להשיג הכנת סיבי UHMWPE.ספינינג ג'ל היא השיטה האידיאלית ביותר.שיטת ספינינג ג'ל שונה מסוויית תמיסה כללית או ספינינג רטוב, בדרך כלל משתמשת בפולימרים במשקל מולקולרי גבוה כחומר גלם, עשויה מתמיסה חצי מדוללת כסם מסתובב, תמיסת שרשרת מולקולות גמישה לסבך בתמיסה המדוללת למחצה, ולאחר מכן ספינינג, התגבשות, שרשרת מתיחה גבוהה, לאחר טיפול מיצוי עד פי כמה מהמתיחה התרמית, העשויה עם חוזק גבוה וסיבי מודולוס גבוה.לשיטת ספינינג ג'ל יש את המאפיינים הבסיסיים הבאים: (1) פולימר בעל משקל מולקולרי גבוה במיוחד משמש כחומר גלם; (2) השתמש בתמיסה חצי מדוללת כמלאי מסתובב;(3) בוצעה מתיחה היפר-תרמית, ויחס המתיחה היה גדול מ-30.

2.2 שיטת טוויה נמסת פלסטית

ספינינג נמס עשוי נמס פולימר על ידי ספינינג נמס והשחול.ספינינג נמס מפלסטיק הוא על בסיס ספינינג נמס, הוספת כמות מתאימה של מדלל להמסת הפולימר לצורך ספינינג, דרך הממס המעורב עם בורג התאומים, ולאחר מכן מוחץ, ספוג בחומר המיצוי, ואז מתיחה חוזרת יכולה סוף סוף לקבל חוזק גבוה. וסיבי פוליאתילן עם מודול גבוה.

2.3 שיטת שחול במצב מוצק בלחץ גבוה

העיקרון של יצירת שחול הוא שממס מוצק גרגירי מתווסף למכבש, חבית החומר המכילה ממס מוצק מחוממת לטמפרטורת ההיתוך, כך שהחומר המוצק מותך, החומר המותך מועבר לראש המכונה עם צורה קבועה, ולאחר מכן לאחר קירור ועיצוב, המוצר הסופי מתמצק.שיטת שחול מוצק בלחץ גבוה היא על בסיס שחול היוצר התכה בלחץ גבוה, יצירת ממס, לאחר מכן דרך חור הסילון, ולאחר מכן מתיחה גבוהה, ולבסוף לקבל פוליאתילן במשקל מולקולרי גבוה.

2.4 שיטת התגבשות פני השטח

בשל קצב הצמיחה האיטי של גביש סיבי, שיטה זו משמשת לעתים רחוקות בהכנת סיבי UHMWPE.

‏