Uhmwpe, juntament amb la fibra de carboni i l’aramid, és coneguda col·lectivament com les “tres grans fibres d’alta tecnologia del món”.Fibra de polietilè de pes molecular ultra-altés la fibra més forta i resistent del món. Actualment, és la fibra amb més força específica i rendiment a prova de bala entre els materials de fibra industrialitzats. Posseeix nombroses propietats destacades com ara la força ultra alta, el mòdul ultra alt, la baixa densitat, la resistència al desgast, la resistència a baixa temperatura, la resistència a la UV, la resistència a la protecció, la bona flexibilitat, l’absorció d’energia d’impacte elevat i la resistència a àcids forts, forta alcalis i corrosió química. En els salons comuns, és "tan prim com el paper i tan dur com l'acer", amb una resistència 15 vegades la de l'acer. A la vista de les seves característiques de pes lleuger, alta resistència i alta absorció d’energia específica,
Característiques de rendiment
1. Excel·lents propietats mecàniques: Sota la mateixa densitat lineal, la resistència a la tracció de les fibres de polietilè de pes molecular ultra-alt és 15 vegades la de les cordes de filferro d’acer. És un 40% superior a Aramid, que també és una de les "tres grans fibres d'alta tecnologia" del món i deu vegades superiors a les fibres d'acer d'alta qualitat i les fibres químiques ordinàries. En comparació amb l’acer, el vidre electrònic, el niló, la polienamina, la fibra de carboni i la fibra de bor, la seva força i el seu mòdul són superiors a les d’aquestes fibres, i té la força més alta entre els materials de la mateixa massa.
2. Resistència a l'impacte excel·lent: les fibres de polietilè de pes molecular ultra-alt tenen una excel·lent resistència a l'impacte. La seva capacitat per absorbir l’energia i resistir l’impacte durant la deformació i la conformació és superior a la de les fibres aramides i les fibres de carboni, que també es troben entre les “tres grans fibres d’alta tecnologia” del món. En comparació amb la poliamida, la poliamida aromàtica, la fibra del vidre E, la fibra de carboni i l’aramida, la fibra de polietilè molecular de pes ultra alt té una major absorció d’energia total per impacte.
3. Excel·lent resistència al desgast: quan es comparen els coeficients de fricció de fibres de polietilè de pes molecular ultra-alta amb les de fibra de carboni i plàstics reforçats amb fibra d’aramida, la resistència al desgast i la fatiga de flexió de les fibres de polietilè molecular de pes ultra-alt són molt superiors a les de fibra de carboni i fibra aramida. De manera que la seva resistència al desgast és millor que la d’altres fibres d’alt rendiment. A més, a causa de la seva excel·lent resistència al desgast i la seva resistència a la flexió, el seu rendiment de processament és relativament superior i és fàcil convertir -lo en altres materials i teixits compostos.
6. Resistència química: l'estructura química de les fibres de polietilè de pes molecular ultra alt és relativament senzilla i les seves propietats químiques són relativament estables. La majoria de substàncies químiques no són fàcils de corroir. Només algunes solucions orgàniques poden inflar -les lleugerament i la pèrdua de les seves propietats mecàniques és inferior al 10%. Es van comparar les taxes de retenció de força de fibres de polietilè de pes molecular ultra-alt i fibres aramides en diferents medis químics. La resistència a la corrosió de les fibres de polietilè de pes molecular ultra alt és significativament superior a la de les fibres aramides. Les seves propietats i estructures són especialment estables en àcids, alcalis i sals, però la seva força es perd lleugerament en la solució hipoclorita de sodi.
5. Excel·lent resistència òptica: a causa de l’estructura química estable de les fibres de polietilè de pes molecular ultra-alt, la seva resistència a la llum també és la més superior entre les fibres d’alta tecnologia. Les fibres d’aramides no són resistents als raigs ultraviolats i només s’han d’utilitzar quan s’evita la llum del sol directa. Quan es comparen les fibres de polietilè de pes molecular ultra-alt amb niló, mòdul alt i baix mòdul arilamides, la taxa de retenció de força de les fibres de polietilè de pes ultra-alt és significativament superior a la d'altres fibres.
6. Altres propietats: les fibres de polietilè de pes molecular ultra-alt també tenen excel·lents propietats hidrofòbiques, resistència a l’aigua i la humitat, rendiment d’aïllament elèctric i una vida flexible relativament llarga. Té una resistència a l’aigua i una resistència a baixa temperatura, amb una gravetat específica relativament baixa. És l’única fibra d’alta tecnologia que pot surar sobre l’aigua i també és un material de baixa temperatura relativament ideal.
Desavantatge: punt de fusió relativament baix. Durant el processament, la temperatura no ha de superar els 130 graus; En cas contrari, a causa de les febles forces intermoleculars entre les fibres de polietilè de pes molecular ultra-alt, es produirà Creep, reduint la seva vida útil. No hi ha grups de tintura a les fibres de polietilè de pes molecular ultra-alt, cosa que fa que la seva humectació sigui pobra. Els colorants tenen dificultats per penetrar a l’interior de les fibres, donant lloc a una mala desactualitat. Aquests inconvenients han afectat l’abast dels seus camps d’aplicació.
Camp d'aplicació
1. Camp de defensa: a causa de l’excel·lent resistència a l’impacte i l’absorció d’energia específica elevada d’aquesta fibra, es pot convertir en materials de roba de protecció, cascos, materials a prova de bales a l’exèrcit, com ara plaques d’armadura per a helicòpter El més notable. Aprofitant la seva baixa constant dielèctrica, baixa pèrdua dielèctrica i alta transmitància sonar, s’aplica en carenes d’antenes, cobertes de míssils, cobertes de protecció de radar i altres aspectes. Té l’avantatge de ser lleuger i el seu efecte a prova de bala és millor que el d’Aramid. Ara s’ha convertit en la fibra principal que ocupa el mercat d’armilles a prova de bala dels Estats Units. A més, el valor específic de càrrega d’impacte U\/P de composites de fibra de polietilè de pes molecular ultra-alt és deu vegades que l’acer i més del doble de la fibra de vidre i l’aramida. Els cascos de resina reforçat amb fibra a l'estranger s'han convertit en substituts dels cascos d'acer i els cascos compostos de material compostos reforçats per l'aramida. Des d’una perspectiva internacional, el 70% de les fibres UHMWPE s’utilitzen en camps militars com ara armilles a prova de bales, cascos a prova de bales, armadura a prova de bala per a instal·lacions i equips militars i aeroespacial. Tanmateix, actualment, la proporció de fibres UHMWPE utilitzades en aplicacions militars a la Xina és encara molt baixa. En el futur, s’espera que l’aplicació de fibres militars d’UHMWPE de gamma alta creixin ràpidament.
2. Camp de l'aviació: en l'enginyeria aeroespacial, a causa del pes lleuger, la resistència alta i la bona resistència a l'impacte d'aquest material compost de fibra, és adequat per a les estructures de la gana d'ala de diversos avions, estructures de les naus espacials i avions de boia, etc. Aquesta fibra també es pot utilitzar com a paracaigudisme de desacceleració per a l'aterratge de les llançadores d'espai i una corda per suspendre objectes pesants en avions a l'avió, substituir les cables d'acer tradicional i a la fibra de sintètica. La seva velocitat de desenvolupament és extremadament ràpida.
3. Camp industrial: a la indústria, aquesta fibra i els seus materials compostos es poden utilitzar com a contenidors resistents a la pressió, cintes transportadores, materials de filtre, plaques de tampó automobilístic, etc. En termes de construcció, es pot utilitzar com a paret, estructura de partició, etc. Quan s’utilitza com a reforçat de ciment compost material, pot millorar la duresa de ciment i millorar la seva resistència d’impacte. A causa de la seva excel·lent resistència al desgast i la resistència a l’impacte, s’utilitza àmpliament en la indústria de la fabricació mecànica i es pot utilitzar per fer diverses parts mecàniques com engranatges, càmeres, impulsors, rodets, politges, coixinets, closques de rodament, mànigues d’eix, eixos mecanitzats, juntes, juntes segellades, acoblats elàstics i cargols.
El polietilè de pes molecular ultra-alt es pot utilitzar per fabricar els revestiments de cubetes, sitges i xuts per emmagatzemar carbó, calç, ciment, pols mineral, sal, grans i altres materials en pols. Això es deu al fet que té excel·lents propietats auto-lubricants i no enganxades, que poden evitar que els materials en pols esmentats s’adhereixin a les instal·lacions d’emmagatzematge i transport, garantint l’estabilitat i la fiabilitat.
El polietilè de pes molecular ultra-alt s’utilitza per a canonades de patrocini de líquids com Quicksand. En comparació amb altres canonades, el seu rendiment destacat és el següent: en comparació amb les canonades de bambú, la seva vida útil augmenta 18 vegades i el tipus d’interès es redueix a 1\/25; En comparació amb les canonades de niló, la seva vida útil s’incrementa 3 vegades i el tipus d’interès es redueix a 1\/8. Quan es subscriu, la barrera dins de la canonada és un 25% més petita que la de les canonades no metàl·liques, cosa que augmenta considerablement la freqüència de subscripció.
En àrees com els xuts, les cubetes i els revestiments interiors dels compartiments de mineral, quan es produeix un clima fred i humit, els articles es descongelaran en superfícies no metàl·liques, però això no passarà mai amb l’ús de plaques de polietilè altes moleculars, reduint significativament els costos de descàrrega. Després de folrar una capa de xapa de polietilè alta molecular a la desguàs de l'abocament de camions i vaixells a granel, el temps de descàrrega uniforme es va reduir de les 16 a 20 hores originals a 8 hores.
4. Camp civil
Les aplicacions en cordes i cables: cordes, cables, veles i engranatges de pesca elaborats a partir d’aquesta fibra són adequades per a l’enginyeria marina, que va ser l’ús inicial d’aquesta fibra. S’utilitza àmpliament en cordes portadores de càrrega, cordes resistents, cordes de salvament, cordes de remolc, cordes de veler i línies de pesca, etc. La corda feta d’aquesta fibra té una longitud de ruptura sota el seu propi pes que és vuit vegades la de la corda d’acer i dues vegades la d’Aramid. Aquesta corda s’utilitza com a corda d’ancoratge fixa per a camions cisterna de super oli, plataformes d’operació en alta mar, fars, etc. Soluciona els problemes de rovell que es troben en l’ús anterior de cables d’acer i la corrosió, la hidròlisi, la degradació ultraviolada, etc. en els cables de niló i polièster, que provoquen la reducció de la força del cable i la ruptura i requereixen una substitució freqüent.
Equipament i subministraments esportius: en productes esportius, productes com ara taulers de futbol, cascos de seguretat, esquís, taules de vela, canyes de pesca, raquetes, bicicletes, planadors i peces d’avions ultra lleugeres, i el seu rendiment és millor que el dels materials tradicionals.
Com a biomaterials: aquest material compost reforçat en fibra s’utilitza en safates dentals, empelts mèdics i sutures de plàstic, etc. Té una bona biocompatibilitat i durabilitat i és molt estable sense causar al·lèrgies. S'ha aplicat en la pràctica clínica. També s’utilitza en guants mèdics i altres mesures mèdiques, etc.
