UHMWPE، المعروف أيضًا باسم البولي إيثيلين عالي القوة والمعامل العالي، يعد حاليًا أحد المواد عالية الأداء في العالم.نظرًا لخصائصه الممتازة الشاملة مثل مقاومة التآكل، ومقاومة التآكل والكثافة المنخفضة، فإنه يتم استخدامه حاليًا في مواد الحماية العسكرية، والمواد الميكانيكية العسكرية، ومعدات الطيران والمجالات العسكرية الأخرى.
UHMWPE، المعروف أيضًا باسم البولي إيثيلين عالي القوة والمعامل العالي، يعد حاليًا أحد المواد عالية الأداء في العالم.نظرًا لخصائصه الممتازة الشاملة مثل مقاومة التآكل، ومقاومة التآكل والكثافة المنخفضة، فإنه يتم استخدامه حاليًا في مواد الحماية العسكرية، والمواد الميكانيكية العسكرية، ومعدات الطيران والمجالات العسكرية الأخرى.إن تطوير الألياف عالية الأداء هو أساس المعدات العسكرية للبلاد، ويمكن أن تؤدي المواد المتقدمة إلى التكنولوجيا العسكرية المتقدمة، والتي أصبحت أساسًا ماديًا مهمًا لبناء دولة حديثة قوية، وتحتل مكانة حاسمة في مجال المواد العسكرية على مستوى العالم.
- خصائص الألياف UHMWPE
تتميز ألياف UHMWPE بخصائص شاملة ممتازة، وكثافتها النسبية صغيرة، ويمكن أن تطفو على الماء.وألياف UHMWPEتعتبر أقوى ألياف في العالم في الوقت الحاضر.بالمقارنة مع الفولاذ، فإن ألياف UHMWPE أقوى بعشر مرات من الفولاذ عالي الجودة.بالإضافة إلى ذلك، تتمتع ألياف UHMWPE أيضًا بمقاومة قوية للتآكل، والمقاومة الكيميائية، ومقاومة التآكل وغيرها من الخصائص، والأداء الشامل، وتلعب ألياف UHMWPE دورًا مهمًا في العديد من المجالات المهمة في الصين.
1.1 خصائص ميكانيكية ممتازة
بالمقارنة مع الألياف الأخرى عالية الأداء، فإن كثافة ألياف UHMWPE تأتي في المرتبة الثانية بعد ألياف PE التقليدية وألياف البولي بروبيلين، وهي مادة الألياف المثالية مع أصغر كثافة بين المواد المضادة للرصاص.يمكنه تقليل وزن المادة وتحقيق تأثير خفيف الوزن مع ضمان أداء أفضل ضد الرصاص.
بالمقارنة مع الخصائص الأخرى، فإن قوة الشد لـ UHMWPE تأتي في المرتبة الثانية فقط من قوة الشد الخاصة بـ PBO وألياف بولي أريل إستر، وتختلف بمقدار 0.1 فقط عن قوة ألياف بولي أريل إستر.يمكن ملاحظة أن UHMWPE يتمتع بقوة شد ممتازة.
بالمقارنة مع الألياف الأخرى، فإن المعامل الأولي يأتي في المرتبة الثانية بعد PBO وألياف الكربون، مما يشير إلى أن الألياف لديها مقاومة جيدة نسبيًا لشد الضرر وليست عرضة للتشوه.إنها نوع من الألياف المميزة ذات القوة النوعية العالية جدًا والمعامل النوعي، والتي تلعب دورًا هامًا في المواد المضادة للرصاص.
1.2 أداء العزل الكهربائي
ظاهرة موجة الرادار انعكاس الألياف UHMWPE قليلة جدًا، مع كفاءة توصيل عالية، مما يعزز ثابت العزل الكهربائي للمواد المركبة.على الرغم من أن ثابت العزل الكهربائي وقيمة الخسارة للبولي إيثيلين هي الأقل بين المواد الأخرى، إلا أن ألياف UHMWPE تتمتع بأداء لا يمكن أن تصل إليه ألياف البولي إيثيلين التقليدية، ولها تأثير أفضل من المواد العامة، لذلك فهي المادة المفضلة لرادار الرادار، مع جودة عالية وتأثير خفيف.
1. 3 مقاومة الطقس ومقاومة التآكل
تتمتع ألياف UHMWPE بمقاومة ممتازة للطقس ويمكنها الحفاظ على الأداء العالي الأصلي دون تغيير بعد فترة طويلة من الإضاءة والبيئة القاسية.وفي الوقت نفسه، تتمتع ألياف UHMWPE بمقاومة تآكل أعلى ومقاومة إجهاد الانحناء مقارنة بألياف الأراميد في المواد عالية الأداء، وبالتالي فإن مقاومة التآكل لهذه الألياف أفضل من الألياف الأخرى عالية الأداء.نظرًا لمقاومتها العالية للتآكل وأداء المعالجة السهل، فهي تتمتع بإمكانية تطبيق جيدة في المجال الصناعي.
1. 4 مقاومة التآكل الكيميائي
الهيكل الداخلي لألياف UHMWPE محكم نسبيًا.إنه على وجه التحديد بسبب التبلور العالي واتجاه السلسلة الجزيئية داخل الألياف، فإن الألياف لديها جمود كيميائي قوي.لذلك، في ظل الحالة الحمضية والقاعدة أو حالة درجة الحرارة العالية والمنخفضة، يمكن للألياف أن تحافظ على أدائها الأصلي دون تغيير لفترة طويلة، وتظل تتكيف مع قيمتها وتلعب قيمتها في البيئة القاسية.
1. 5 خصائص التشحيم الذاتي
مادة UHMWPE مقارنة بالمواد الهندسية الأخرى، مادة UHMWPE لديها عامل احتكاك منخفض جدًا، عامل الاحتكاك المنخفض يجعل الألياف نفسها أفضل أداء التشحيم الذاتي، إنها أفضل مادة في المواد البلاستيكية في حالة عدم وجود مواد تشحيم، لذلك يتم استخدام مادة UHMWPE على نطاق واسع في الهندسة، مع قيمة استخدام عالية جدًا.يتم استخدام ألياف UHMWPE في تشغيل الآلة، مقارنة بالفولاذ التقليدي والنحاس أثناء تشغيل مادة التشحيم بشكل أفضل.ولذلك، بالمقارنة مع المواد العادية، فإن ألياف UHMWPE لا توفر تكلفة المواد الخام فحسب، بل تضمن أيضًا تأثير الأداء الممتاز، لذلك فهي تتمتع بقيمة استخدام أعلى.
2. طريقة تحضير ألياف UHMWPE
2.1 طريقة غزل الجل
هناك العديد من الطرق لتحضير ألياف UHMWPE عالية الأداء، ولكن بسبب المذيب نفسه، لا يمكن تحقيق تحضير ألياف UHMWPE.الغزل الجل هو الطريقة المثالية.تختلف طريقة غزل الجل عن غزل المحلول العام أو الغزل الرطب، حيث تستخدم عمومًا بوليمرات عالية الوزن الجزيئي كمواد خام، مصنوعة من محلول شبه مخفف كمخدر للغزل، ومحلول سلسلة جزيئية مرنة للتشابك في المحلول شبه المخفف، ثم الغزل، والتبلور، سلسلة تمدد عالية الشد، بعد معالجة الاستخلاص لأضعاف التمدد الحراري، وهي مصنوعة من ألياف عالية القوة ومعامل عالية.تتميز طريقة غزل الهلام بالخصائص الأساسية التالية: (1) يتم استخدام البوليمر ذو الوزن الجزيئي العالي للغاية كمواد خام؛ (2) استخدام محلول شبه مخفف كمخزون للغزل؛(3) تم إجراء التمدد الحراري وكانت نسبة الشد أكبر من 30.
2.2 طريقة غزل الذوبان الملدن
يتم تصنيع غزل الذوبان من ذوبان البوليمر عن طريق غزل الذوبان والبثق.يعتمد غزل الذوبان الملدن على غزل الذوبان، وإضافة كمية مناسبة من المادة المخففة إلى ذوبان البوليمر للغزل، من خلال المذيب المختلط اللولبي المزدوج، ثم يتم بثقه ونقعه في عامل الاستخلاص، ثم يمكن أن يؤدي التمدد المتكرر في النهاية إلى الحصول على قوة عالية وألياف البولي إيثيلين عالية المعامل.
2.3 طريقة بثق الحالة الصلبة ذات الضغط العالي
مبدأ تشكيل البثق هو إضافة المذيبات الصلبة الحبيبية إلى الطارد، ويتم تسخين برميل المواد الذي يحتوي على مذيب صلب إلى درجة حرارة الانصهار، بحيث تنصهر المادة الصلبة، ويتم نقل العامل المنصهر إلى رأس الآلة باستخدام شكل ثابت، ثم بعد التبريد والتشكيل، يتم ترسيخ المنتج النهائي.تعتمد طريقة بثق المواد الصلبة ذات الضغط العالي على تشكيل البثق ذوبان الضغط العالي، وتشكيل المذيبات، ثم من خلال ثقب النفاث، ثم الشد العالي، وأخيرًا الحصول على البولي إيثيلين عالي الوزن الجزيئي.
2.4 طريقة التبلور السطحي
ونظرًا لبطء معدل نمو البلورات الليفية، نادرًا ما يتم استخدام هذه الطريقة في تحضير ألياف UHMWPE.
وقت النشر: 14 أكتوبر 2018