2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 10:27
Chaque jour, de nouveaux matériaux obtenus par des moyens artificiels sont introduits dans la sphère de l'activité humaine. L'un d'eux est le polyéthylène de haut poids moléculaire, qui est devenu un produit commercial depuis les années 1950, mais il ne gagne que maintenant en popularité.
Description
Le polyéthylène à poids moléculaire élevé est un type d'éthylène thermoplastique polymérisé. Sa principale caractéristique est de très longues chaînes moléculaires. Ils sont mieux perçus et transmettent les charges, les "compensant" par des interactions intermoléculaires.
L'aspect du matériau n'est pas différent des autres types de plastique. Il est inodore, insipide, non toxique. Il peut être donné n'importe quelle couleur par l'introduction de couleurs. En même temps, il possède un ensemble de propriétés qui le distinguent des autres polymères.
Le polyéthylène à haut poids moléculaire est un matériau résistant avec une grande résistance aux chocs. Il est capable de supportercontraintes importantes. Il n'absorbe pas l'humidité, c'est pourquoi il n'interagit pas avec la peau humaine et est glissant. De plus, il présente une résistance élevée à l'abrasion (plus que l'acier) et un faible coefficient de frottement.
Propriétés du polyéthylène de haut poids moléculaire
Comme déjà noté, la principale caractéristique de ce polymère de haut poids moléculaire sont de longues chaînes moléculaires. De plus, ils sont orientés dans le même sens. Ils sont situés presque parallèlement les uns aux autres. Cela explique la solidité du matériau.
Malgré le fait que le polyéthylène de haut poids moléculaire forme de longues chaînes, la liaison entre les molécules individuelles est faible. Ce chiffre est d'un ordre de grandeur inférieur à celui du Kevlar, qui n'en est pas moins un matériau durable. Cette caractéristique rend le polymère non résistant à la chaleur - il fond à une température de 144 degrés Celsius.
Ce polyéthylène ne contient pas d'esters, d'amines ou de groupes hydroxyle qui rendent les matériaux sensibles aux environnements réactifs et lourds. Grâce à cela, la substance n'est pas soumise à l'eau, à l'humidité, aux réactifs agressifs, aux micro-organismes et aux rayons UV.
Principales méthodes de recyclage
Les exigences selon lesquelles le polyéthylène de haut poids moléculaire doit être produit, GOST 16338-85 contient. Selon eux, la synthèse du matériau est réalisée par l'action de catalyseurs métallocènes sur le monomère - éthylène. Pour la production directe de produits, les principaux types de traitement suivants sont utilisés:
- Gel filature. Matière premièremélangé avec du solvant. La masse résultante est forcée à travers les trous dans l'eau. Les filaments résultants sont cuits dans des fours tout en les étirant et en éliminant le solvant.
- Pressage à chaud et frittage. La masse pulvérulente est comprimée avec une grande force, obtenant ainsi un matériau homogène. Ensuite, il est soumis à un traitement thermique - frittage à une température de 150 à 200 degrés.
- Extrusion du piston. La matière première est fondue en une masse homogène semblable à du caoutchouc, puis pressée à travers des buses spéciales.
Le filage au gel est le plus répandu. Après tout, c'est de cette manière que l'on obtient des fibres de polyéthylène de haut poids moléculaire et d'une grande résistance.
Utilisation militaire
Les fibres, pour la fabrication desquelles un polymère de haut poids moléculaire est utilisé, sont largement utilisées pour créer des équipements de protection individuelle, notamment des gilets pare-balles. En raison des propriétés des fils telles qu'une faible gravité spécifique et une limite d'élasticité élevée (le rapport de ces indicateurs est 7 à 8 fois supérieur à celui de l'acier), l'armure est légère et résistante aux balles, éclats d'obus et autres éléments dommageables.
Les gilets pare-balles sont fabriqués à partir de feuilles obtenues en appliquant des fibres les unes sur les autres sous différents angles. Grâce à cette technologie, des tissus multiaxiaux apparaissent - un type particulier de tissus vitreux qui subissent des contraintes dans toutes les directions. Le polyéthylène de haut poids moléculaire est utilisé pour protéger le torse, les membres. Propriétésles tissus multiaxiaux permettent de protéger les véhicules blindés, ainsi que l'utilisation de fibres pour créer des gants anti-coupures.
Applications médicales
En médecine, le polyéthylène de haut poids moléculaire est principalement utilisé pour créer des implants pour l'articulation de la hanche et de la colonne vertébrale, les articulations du genou. Il a été utilisé pour la première fois à cette fin en 1962. Et depuis lors, a commencé à dominer.
Matériau largement utilisé et modifié - maille ou polymère réticulé. Il est obtenu en décortiquant les fibres de polyéthylène de haut poids moléculaire avec des quanta gamma ou des électrons, qui cousent les fils entre eux. Après cela, il est exposé à la chaleur, ce qui réduit sa capacité redox.
Les fibres à base de cette matière première sont également utilisées pour la suture. Le leader dans la production de ces produits est DSM, qui fournit au marché médical des fils de suture appelés Dyneema Purity.
Utilisation industrielle
La feuille de polyéthylène à haut poids moléculaire, qui est fournie au marché de la fabrication en billettes plates de 2 cm d'épaisseur, a trouvé la plus grande application dans l'industrie. Fenêtres en plastique de classe prestige, panneaux en PVC et profilés en PVC de différentes configurations sont faites sur sa base.
En mécanique pour la réalisation de bagues d'étanchéité, de roulements, la réalisation de pièces fonctionnant en milieu hydraulique ou pétrolier, etégalement dans les installations pneumatiques à haute pression de fonctionnement, le polyéthylène 1000 à haut poids moléculaire est le plus souvent utilisé - l'un des principaux types de polymères.
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