البولي إيثيلين عالي الوزن الجزيئي: الوصف ، الخصائص ، التطبيقات

2025 مؤلف: Howard Calhoun | calhoun@techconfronts.com. آخر تعديل: 2025-01-24 13:11

كل يوم ، يتم إدخال مواد جديدة يتم الحصول عليها بوسائل اصطناعية في مجال النشاط البشري. أحد هذه العناصر هو البولي إيثيلين عالي الوزن الجزيئي ، والذي أصبح منتجًا تجاريًا منذ الخمسينيات من القرن الماضي ، لكنه يكتسب الآن شعبية حقيقية فقط.

الوصف

البولي إيثيلين عالي الوزن الجزيئي هو نوع من الإيثيلين المبلمر بالحرارة. ميزته الرئيسية هي سلاسل جزيئية طويلة جدًا. يتم إدراكها بشكل أفضل وتنقل الأحمال ، "لتعويضها" بالتفاعلات بين الجزيئات.

مظهر المادة لا يختلف عن الأنواع الأخرى من البلاستيك. إنه عديم الرائحة والمذاق وغير سام. يمكن إعطاء أي لون عن طريق إدخال الألوان. في نفس الوقت ، لديه مجموعة من الخصائص التي تميزه عن البوليمرات الأخرى.

البولي إيثيلين عالي الوزن الجزيئي مادة صلبة ذات قوة تأثير كبيرة. إنه قادر على الصمودضغوط كبيرة. لا يمتص الرطوبة ، ولهذا لا يتفاعل مع جلد الإنسان ويشعر بأنه زلق. بالإضافة إلى ذلك ، تتميز بمقاومة عالية للتآكل (أكثر من الفولاذ) ومعامل احتكاك منخفض.

خصائص البولي ايثيلين عالي الوزن الجزيئي

كما لوحظ بالفعل ، فإن السمة الرئيسية لهذا البوليمر ذو الوزن الجزيئي العالي هي سلاسل جزيئية طويلة. علاوة على ذلك ، فهم موجهون في نفس الاتجاه. تقع بالتوازي تقريبا مع بعضها البعض. هذا يفسر قوة المادة.

على الرغم من حقيقة أن البولي إيثيلين عالي الوزن الجزيئي يشكل سلاسل طويلة ، فإن الرابطة بين الجزيئات الفردية ضعيفة. هذا الرقم هو ترتيب من حيث الحجم أقل من رقم كيفلر ، وهو مادة ليست أقل متانة. هذه الميزة تجعل البوليمر غير مقاوم للحرارة - يذوب عند درجة حرارة 144 درجة مئوية.

لا يحتوي البولي إيثيلين هذا على إسترات أو أمينات أو مجموعات هيدروكسيل تجعل المواد عرضة للتفاعلات والبيئات الثقيلة. بفضل هذا ، لا تخضع المادة للماء والرطوبة والكواشف العدوانية والكائنات الدقيقة والأشعة فوق البنفسجية.

طرق إعادة التدوير الرئيسية

المتطلبات التي يجب أن يتم بموجبها إنتاج البولي إيثيلين عالي الوزن الجزيئي ، GOST 16338-85. وفقا لهم ، يتم توليف المادة عن طريق عمل محفزات الميتالوسين على المونومر - الإيثيلين. لإنتاج المنتجات مباشرة ، يتم استخدام الأنواع الرئيسية التالية من المعالجة:

1. جل الغزل. مواد خامممزوج بالمذيب. يتم دفع الكتلة الناتجة من خلال الثقوب في الماء. يتم حرق الخيوط الناتجة في الأفران أثناء سحبها وإزالة المذيب.
2. الضغط الساخن والتلبيد. يتم ضغط الكتلة المسحوقة بقوة كبيرة ، وبالتالي الحصول على مادة متجانسة. ثم يخضع للمعالجة الحرارية - تلبيد عند درجة حرارة 150-200 درجة.
3. قذف المكبس. يتم إذابة المادة الخام إلى كتلة متجانسة تشبه المطاط ، ثم يتم ضغطها من خلال فوهات خاصة.

الغزل الهلامي هو الأكثر انتشارًا. بعد كل شيء ، بهذه الطريقة يتم الحصول على ألياف البولي إيثيلين عالية الجزيئات ذات القوة الكبيرة.

الاستخدام العسكري

تُستخدم الألياف ، لإنتاج بوليمر عالي الوزن الجزيئي ، على نطاق واسع لإنشاء معدات الحماية الشخصية ، ولا سيما السترات الواقية من الرصاص. نظرًا لخصائص الخيوط مثل الجاذبية النوعية المنخفضة وقوة الخضوع العالية (نسبة هذه المؤشرات أعلى من 7 إلى 8 مرات من الفولاذ) ، فإن الدرع خفيف ومقاوم للرصاص والشظايا والعناصر الضارة الأخرى.

الدروع الواقية للبدن مصنوعة من صفائح يتم الحصول عليها عن طريق وضع ألياف فوق بعضها البعض بزوايا مختلفة. بفضل هذه التقنية ، تظهر الأقمشة متعددة المحاور - نوع خاص من الأقمشة الزجاجية التي تتحمل الضغوط في أي اتجاه. يستخدم البولي إيثيلين عالي الوزن الجزيئي لحماية الجذع والأطراف. الخصائصتسمح الأقمشة متعددة المحاور بحماية المركبات المدرعة ، فضلاً عن استخدام الألياف لإنشاء قفازات مقاومة للقطع.

التطبيقات الطبية

في الطب ، يستخدم البولي إيثيلين عالي الوزن الجزيئي بشكل أساسي لإنشاء غرسات لمفصل الورك والعمود الفقري ومفاصل الركبة. تم استخدامه لأول مرة لهذا الغرض في عام 1962. ومنذ ذلك الحين بدأت الهيمنة

مادة مستخدمة على نطاق واسع ومعدلة - شبكة أو بوليمر متقاطع. يتم الحصول عليها عن طريق قصف ألياف البولي إيثيلين عالي الوزن الجزيئي بكميات جاما أو الإلكترونات ، والتي تقوم بخياطة الخيوط معًا. بعد ذلك يتعرض للحرارة مما يقلل من قدرته على الأكسدة.

الألياف القائمة على هذه المادة الخام تستخدم أيضًا للخياطة. الشركة الرائدة في إنتاج هذه المنتجات هي DSM ، التي تزود السوق الطبية بخيوط خياطة تسمى Dyneema Purity.

الاستخدام الصناعي

لوح البولي إيثيلين عالي الوزن الجزيئي ، والذي يتم توفيره لسوق التصنيع في قوالب مسطحة بسماكة 2 سم ، وجد أكبر تطبيق في الصناعة. نوافذ بلاستيكية من الدرجة الأولى ، وألواح PVC ومقاطع جانبية من PVC بمختلف التكوينات على أساسها.

في الهندسة الميكانيكية لإنتاج حلقات مانعة للتسرب ، ومحامل ، وإنشاء أجزاء تعمل في بيئة هيدروليكية أو زيتية ، وأيضًا في التركيبات الهوائية ذات ضغط التشغيل العالي ، غالبًا ما يستخدم البولي إيثيلين عالي الوزن الجزيئي 1000 - أحد الأنواع الرئيسية للبوليمر.