Uhmwpe, junto con fibra de carbono y aramida, se conoce colectivamente como las "tres fibras de alta tecnología principales del mundo".Fibra de polietileno de peso molecular ultra altoes la fibra más fuerte y resistente del mundo. Actualmente, es la fibra con la mayor fuerza específica y rendimiento a prueba de balas entre los materiales de fibra industrializados. Posee numerosas propiedades sobresalientes, como ultra resistencia, módulo ultra alto, baja densidad, resistencia al desgaste, resistencia a baja temperatura, resistencia a los rayos UV, resistencia de blindaje, buena flexibilidad, absorción de energía de alto impacto y resistencia a ácidos fuertes, alqualis fuerte y corrosión química. En salones comunes, es "tan delgado como el papel y tan duro como el acero", con una resistencia 15 veces la del acero. En vista de sus características de peso ligero, alta resistencia y alta absorción de energía específica,
Características de rendimiento
1. Excelentes propiedades mecánicas: bajo la misma densidad lineal, la resistencia a la tracción de las fibras de polietileno de peso molecular ultra alto es 15 veces mayor que las cuerdas de alambre de acero. Es un 40% más alto que la aramida, que también es una de las "tres fibras de alta tecnología principales del mundo", y 10 veces más alta que las fibras de acero de alta calidad y las fibras químicas ordinarias. En comparación con el acero, el vidrio electrónico, el nylon, la polienamina, la fibra de carbono y la fibra de boro, su resistencia y módulo son más altas que las de estas fibras, y tiene la mayor resistencia entre los materiales de la misma masa.
2. Excelente resistencia al impacto: las fibras de polietileno de peso molecular ultra alto tienen una excelente resistencia al impacto. Su capacidad para absorber la energía y resistir el impacto durante la deformación y la configuración es más alta que la de las fibras de aramida y las fibras de carbono, que también se encuentran entre las "tres fibras de alta tecnología principales del mundo". En comparación con la poliamida, la poliamida aromática, la fibra de vidrio E, la fibra de carbono y la aramida, la fibra de polietileno de peso molecular ultra alo tiene una mayor absorción de energía total por impacto.
3. Excelente resistencia al desgaste: al comparar los coeficientes de fricción de las fibras de polietileno de peso molecular ultra alto con las de la fibra de carbono y los plásticos reforzados con fibra de aramida, la resistencia al desgaste y la fatiga de flexión de las fibras de polietileno de peso ultra alo molecular son mucho más altos que los de la fibra de carbono y la fibra aramid. Por lo tanto, su resistencia al desgaste es mejor que la de otras fibras de alto rendimiento. Además, debido a su excelente resistencia al desgaste y resistencia a la flexión, su rendimiento de procesamiento es relativamente superior, y es fácil de convertir en otros materiales y telas compuestas.
4. Resistencia química: la estructura química de las fibras de polietileno de peso molecular ultra alto es relativamente simple, y sus propiedades químicas son relativamente estables. La mayoría de las sustancias químicas no son fáciles de corrogarlas. Solo unas pocas soluciones orgánicas pueden hincharlas ligeramente, y la pérdida de sus propiedades mecánicas es inferior al 10%. Se compararon las tasas de retención de resistencia de las fibras de polietileno de peso molecular ultra alto y las fibras de aramida en diferentes medios químicos. La resistencia a la corrosión de las fibras de polietileno de peso molecular ultra alto es significativamente mayor que la de las fibras de aramida. Sus propiedades y estructura son particularmente estables en ácidos, álcalis y sales, pero su resistencia se pierde ligeramente en la solución de hipoclorito de sodio.
5. Excelente resistencia óptica: debido a la estructura química estable de las fibras de polietileno de peso molecular ultra alto, su resistencia a la luz también es la más superior entre las fibras de alta tecnología. Las fibras de aramida no son resistentes a los rayos ultravioleta y solo deben usarse cuando se evita la luz solar directa. Al comparar fibras de polietileno de peso molecular ultra alto con nylon, modulo alto y arilamidas de bajo módulo, la tasa de retención de resistencia de las fibras de polietileno de peso molecular ultra alto es significativamente más alta que la de otras fibras.
6. Otras propiedades: las fibras de polietileno de peso molecular ultra alto también tienen excelentes propiedades hidrófobas, resistencia al agua y la humedad, un rendimiento de aislamiento eléctrico y una vida de flexión relativamente larga. Tiene una resistencia al agua sobresaliente y una resistencia a baja temperatura, con una gravedad específica relativamente baja. Es la única fibra de alta tecnología que puede flotar sobre el agua y también es un material de baja temperatura relativamente ideal.
Desventaja: punto de fusión relativamente bajo. Durante el procesamiento de la misma, la temperatura no debe exceder los 130 grados; De lo contrario, debido a las fuerzas intermoleculares débiles entre las fibras de polietileno de peso molecular ultra alto, se producirá la fluencia, acortando su vida útil. No hay grupos de teñido en las fibras de polietileno de peso molecular ultra alto, lo que hace que su humectabilidad sea pobre. Los tintes tienen dificultades para penetrar en el interior de las fibras, lo que resulta en una mala dieabilidad. Estos inconvenientes han afectado el alcance de sus campos de aplicación.
Campo de aplicación
1. Campo de defensa: debido a la excelente resistencia al impacto y una alta absorción de energía específica de esta fibra, se puede convertir en materiales protectores de ropa, cascos, materiales a prueba de balas en el ejército, como placas de armadura para helicópteros, tanques y barcos, las cubiertas exteriores protectores para las radares, las cubiertas de misiles, las versas de las balas, las versas de las balas son las versas de las balas. Aprovechando su baja constante dieléctrica, baja pérdida dieléctrica y alta transmitancia de sonar, se aplica en carenados de antena, cubiertas de misiles, cubiertas de carcasa protectoras de radar y otros aspectos. Tiene la ventaja de ser liviano y su efecto a prueba de balas es mejor que el de Aramid. Ahora se ha convertido en la fibra principal que ocupa el mercado de chalecos balas en los Estados Unidos. Además, el valor de carga de impacto específico U/P de los compuestos de fibra de polietileno de peso molecular ultra alto es diez veces el de acero y más del doble de fibra de vidrio y aramida. Los cascos a prueba de balas y antidisturbios hechos de este material compuesto de resina reforzado con fibra en el extranjero se han convertido en sustitutos de cascos de acero y cascos de material compuesto reforzado con aramida. Desde una perspectiva internacional, el 70% de las fibras UHMWPE se usan en campos militares, como chalecos balas, cascos a prueba de balas, armadura a prueba de balas para instalaciones y equipos militares, y aeroespacial. Sin embargo, en la actualidad, la proporción de fibras UHMWPE utilizadas en aplicaciones militares en China sigue siendo muy baja. En el futuro, se espera que la aplicación de fibras UHMWPE militares de alta gama crezca rápidamente.
2. Campo de aviación: en ingeniería aeroespacial, debido al peso ligero, la alta resistencia y la buena resistencia al impacto de este material compuesto de fibra, es adecuado para las estructuras de ala de varias aeronaves, estructuras de naves espaciales y aviones de boya, etc. Esta fibra también se puede usar como un paracaídas para el desaceleración de los fondos de acero del acero del acero. Su velocidad de desarrollo es extremadamente rápida.
3. Campo industrial: en la industria, esta fibra y sus materiales compuestos se pueden usar como contenedores resistentes a la presión, cinturones transportadoras, materiales de filtro, placas de amortiguación automotriz, etc. En términos de construcción, se puede utilizar como una pared, estructura de partición, etc. Cuando se usa como un material compuesto de cemento reforzado, puede mejorar la dureza de la cemento y mejorar su resistencia al impacto. Debido a su excelente resistencia al desgaste y resistencia al impacto, se usa ampliamente en la industria de la fabricación mecánica y se puede utilizar para hacer varias piezas mecánicas, como engranajes, levas, impulsores, rodillos, poleas, rodamientos, cáscaras de rodamientos, mangas de eje, ejes mecanizados, juntas, juntas de sellado, puestos elásticos y tornillos.
El polietileno de peso molecular ultra alto se puede usar para hacer los revestimientos de cubos, silos y toboganes para almacenar carbón, cal, cemento, polvo mineral, sal, granos y otros materiales en polvo. Esto se debe a que tiene excelentes propiedades autoceticadoras y antiadherentes, lo que puede evitar que los materiales en polvo mencionados anteriormente se adhieran a las instalaciones de almacenamiento y transporte, asegurando la estabilidad y la confiabilidad.
El polietileno de peso molecular ultra alo se usa para tuberías de patrocinio líquidos como arenas movedizas. En comparación con otras tuberías, su rendimiento sobresaliente es el siguiente: en comparación con las tuberías de bambú, su vida útil aumenta 18 veces y la tasa de interés se reduce a 1/25; En comparación con las tuberías de nylon, su vida útil aumenta 3 veces y la tasa de interés se reduce a 1/8. Cuando se suscribe, la barrera dentro de la tubería es un 25% más pequeña que la de las tuberías no metálicas, lo que aumenta en gran medida la frecuencia de suscripción.
En áreas tales como tallas, cubos y los revestimientos internos de los compartimentos de mineral, cuando ocurra un clima frío y húmedo, los artículos se descongelan en superficies no metálicas, pero esto nunca sucederá con el uso de placas de polietileno moleculares, reduciendo así significativamente los costos de descarga. Después de recubrir una capa de lámina de polietileno de alta molecular en el desagüe de volcado de camiones y barcos a granel, el tiempo de descarga uniforme se redujo de las 16 a 20 horas originales.
4. Campo civil
Aplicaciones en cuerdas y cables: cuerdas, cables, velas y equipo de pesca hechos de esta fibra son adecuados para la ingeniería marina, que fue el uso inicial de esta fibra. Se usa ampliamente en cuerdas de carga, cuerdas de servicio pesado, cuerdas de rescate, cuerdas de remolque, cuerdas de veleros y líneas de pesca, etc. La cuerda hecha de esta fibra tiene una longitud de ruptura bajo su propio peso que es ocho veces que la cuerda de acero y el doble de la arama. Esta cuerda se usa como una cuerda de anclaje fija para súper petroleros, plataformas de operación en alta mar, faros, etc. Resuelve los problemas de óxido encontrado en el uso previo de cables de acero y corrosión, hidrólisis, degradación ultravioleta, etc. en los cables de nylon y poliéster, que causan la reducción de la resistencia del cable y la rotura, y requieren un replacto frecuente.
Equipos y suministros deportivos: en artículos deportivos, productos como backboards de fútbol, cascos de seguridad, esquís, marineros, cañas de pesca, raquetas, bicicletas, planeadores y piezas de aeronaves de peso ultraligero, y su rendimiento es mejor que el de los materiales tradicionales.
Como biomateriales: este material compuesto reforzado con fibra se usa en bandejas dentales, injertos médicos y suturas de plástico, etc. Tiene una buena biocompatibilidad y durabilidad, y es altamente estable sin causar alergias. Se ha aplicado en la práctica clínica. También se usa en guantes médicos y otras medidas médicas, etc.
