ชื่อภาษาอังกฤษสำหรับโพลีเอทิลีนน้ำหนักโมเลกุลสูงเป็นพิเศษคือ "โพลีเอทิลีนน้ำหนักโมเลกุลสูงเป็นพิเศษ" นี่คือโพลีเอทิลีนชนิดที่เหนือกว่าที่มีอยู่และสามารถนำไปใช้ในสภาพแวดล้อมการทำงานที่รุนแรงและเพื่อวัตถุประสงค์ต่าง ๆ มีการบังคับใช้ที่ดีมากภายใต้เงื่อนไขการใช้งานที่ยากลำบากมากมาย
น้ำหนักโมเลกุลสูงเป็นพิเศษเป็นคุณสมบัติที่โดดเด่นของพอลิเมอร์นี้โดยมีน้ำหนักโมเลกุลตั้งแต่ 3 ถึง 6 ล้านในขณะที่เรซินโพลีเอทิลีนที่มีความหนาแน่นสูงมีเพียง 300, 000 ถึง 500, 000 ความแตกต่างนี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าโพลีเอทิลีนน้ำหนักโมเลกุลสูงเป็นพิเศษมีความแข็งแรงเพียงพอที่จะบรรลุความต้านทานการสึกหรอและความต้านทานต่อแรงกระแทกที่ผลิตภัณฑ์พอลิเมอร์ที่ต่ำกว่าอื่น ๆ ไม่สามารถครอบครองได้ น้ำหนักโมเลกุลที่สูงเป็นพิเศษของโพลีเอทิลีนน้ำหนักโมเลกุลสูงเป็นพิเศษหมายความว่ามันไม่ละลายและไหลเหมือนของเหลวและวิธีการประมวลผลมาจากเทคโนโลยีโลหะผง เทคนิคการประมวลผลพลาสติกแบบดั้งเดิมเช่นการฉีดขึ้นรูปการปั้นการเป่าและการทำเทอร์โมเซ็ตไม่สามารถนำไปใช้กับโพลีเอทิลีนน้ำหนักโมเลกุลสูงเป็นพิเศษ การปั้นแบบอัดรีดเป็นเทคนิคการประมวลผลที่พบบ่อยที่สุดที่ใช้กับเรซินประเภทนี้และผลิตภัณฑ์ที่ผลิตในลักษณะนี้มีความเหนียวมากขึ้น
การแนะนำคุณสมบัติ
น้ำหนักโมเลกุลที่สูงมากของ UHMWPE นั้นมีประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมในการใช้งาน นอกจากนี้ยังเป็นพลาสติกวิศวกรรมเทอร์โมพลาสติกที่มีราคาปานกลางและประสิทธิภาพที่เหนือกว่า มันเกือบจะรวมข้อดีของพลาสติกต่างๆ มันมีคุณสมบัติที่ครอบคลุมเช่นความต้านทานการสึกหรอ, ความต้านทานต่อแรงกระแทก, การหล่อลื่นด้วยตนเอง, ความต้านทานการกัดกร่อน, การดูดซับพลังงานโดยผลกระทบ, ความต้านทานอุณหภูมิต่ำ, สุขอนามัยและความเป็นพิษ, ไม่ติด, การดูดซึมที่ไม่ได้เป็นน้ำและความหนาแน่นต่ำ ในความเป็นจริงในปัจจุบันไม่มีวัสดุพอลิเมอร์เดี่ยวที่มีคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมมากมาย
สึกหรอ
ความต้านทานการสึกหรอของ UHMWPE อันดับเป็นอันดับแรกในหมู่พลาสติกและเหนือกว่าโลหะบางชนิด รูปที่ 1 แสดงการเปรียบเทียบความต้านทานการสึกหรอระหว่าง UHMWPE และวัสดุอื่น ๆ ดังที่เห็นได้จากรูปที่ 1 เมื่อเทียบกับพลาสติกวิศวกรรมอื่น ๆ ดัชนีการเสียดสีแบบปูนของ UHMWPE เป็นเพียง 1/5 ของ PA66 และ 1/10 ของ HEPE และ PVC เมื่อเทียบกับโลหะมันเป็น 1/7 ของเหล็กกล้าคาร์บอนและ 1/27 ของทองเหลือง ความต้านทานการสึกหรอสูงดังกล่าวทำให้ยากต่อการทดสอบระดับความต้านทานการสึกหรอด้วยวิธีทดสอบการสึกหรอพลาสติกทั่วไป ดังนั้นอุปกรณ์ทดสอบการสึกหรอของสารละลายจึงได้รับการออกแบบเป็นพิเศษ ความต้านทานการสึกหรอของ UHMWPE นั้นเป็นสัดส่วนโดยตรงกับน้ำหนักโมเลกุล ยิ่งน้ำหนักโมเลกุลสูงขึ้นเท่าไหร่ความต้านทานการสึกหรอก็จะดีขึ้นเท่านั้น
ความต้านทานต่อแรงกระแทก
ความแข็งแรงของผลกระทบของ UHMWPE อยู่ในอันดับต้น ๆ ในพลาสติกวิศวกรรมทั้งหมด รูปที่ 2 แสดงการเปรียบเทียบความแข็งแรงของผลกระทบของ UHMWPE กับพลาสติกวิศวกรรมอื่น ๆ จะเห็นได้จากรูปที่ 2 ว่าความแข็งแรงของผลกระทบของ UHMWPE นั้นมีประมาณสองเท่าของพีซีที่ทนต่อแรงกระแทกห้าเท่าของ ABS และมากกว่าสิบเท่าของ POM และ PBTP ความต้านทานต่อแรงกระแทกนั้นสูงมากจนยากที่จะทำลายและล้มเหลวโดยใช้วิธีการทดสอบผลกระทบตามปกติ ความแข็งแรงของแรงกระแทกเพิ่มขึ้นเมื่อน้ำหนักโมเลกุลเพิ่มขึ้นถึงค่าสูงสุดเมื่อน้ำหนักโมเลกุลอยู่ที่ 1.5 ล้านและจากนั้นค่อยๆลดลงเมื่อน้ำหนักโมเลกุลเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง เป็นที่น่าสังเกตว่ามันสามารถรักษาความแข็งแรงของผลกระทบที่ยอดเยี่ยมได้แม้ในไนโตรเจนเหลว (-195 องศา) คุณสมบัติที่พลาสติกอื่นไม่มี นอกจากนี้ความแข็งของพื้นผิวของมันจะสูงขึ้นหลังจากผลกระทบซ้ำ ๆ
คุณสมบัติการหล่อลื่นด้วยตนเอง
Uhmwpe มีค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำมาก ({{0}}. 05 ถึง 0.11) ดังนั้นจึงมีคุณสมบัติการหล่อลื่นด้วยตนเองที่ยอดเยี่ยม ตารางที่ 1 แสดงการเปรียบเทียบค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานระหว่าง UHMWPE และพลาสติกวิศวกรรมอื่น ๆ ดังที่เห็นได้จากตารางที่ 1 ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานจลน์ของ UHMWPE ภายใต้สภาวะน้ำหล่อลื่นเป็นครึ่งหนึ่งของ PA66 และ POM และภายใต้สภาวะที่ไม่ได้รับการตรวจสอบ เมื่อมันทำงานในรูปแบบเลื่อนหรือหมุนได้การหล่อลื่นของมันจะดีกว่าเหล็กและทองเหลืองหลังจากหล่อลื่นด้วยน้ำมัน ดังนั้นในสาขาของ Tribology UHMWPE จึงได้รับการยกย่องว่าเป็นวัสดุเสียดสีที่มีอัตราส่วนต้นทุน/ประสิทธิภาพที่เหมาะสมที่สุด
ความต้านทานสารเคมี
Uhmwpe มีความต้านทานทางเคมีที่ยอดเยี่ยม ยกเว้นการแก้ปัญหากรดออกซิไดซ์ที่แข็งแกร่งสามารถต้านทานสื่อการกัดกร่อนต่าง ๆ (กรดอัลคาลิสเกลือ) และสื่ออินทรีย์ (ยกเว้นตัวทำละลายชา) ภายในอุณหภูมิและช่วงความเข้มข้น มันถูกแช่ในตัวทำละลายอินทรีย์ 80 ชนิดที่ 20 องศาและ 80 องศาเป็นเวลา 30 วัน ไม่มีปรากฏการณ์ที่ผิดปกติบนพื้นผิวและคุณสมบัติทางกายภาพอื่น ๆ ยังคงไม่เปลี่ยนแปลง
ผลกระทบการดูดซับพลังงาน
UHMWPE มีคุณสมบัติการดูดซับพลังงานกระแทกที่ยอดเยี่ยมโดยมีค่าการดูดซับพลังงานแรงกระแทกสูงสุดในทุกพลาสติก ดังนั้นจึงมีประสิทธิภาพการลดเสียงรบกวนที่ดีมากและเอฟเฟกต์การลดเสียงรบกวนที่ยอดเยี่ยม
ความต้านทานอุณหภูมิต่ำ
UHMWPE มีความต้านทานอุณหภูมิต่ำที่ยอดเยี่ยมและยังคงเหนียวที่อุณหภูมิฮีเลียมเหลว (-269 องศา) ดังนั้นจึงสามารถใช้เป็นส่วนประกอบที่ทนต่ออุณหภูมิต่ำในอุตสาหกรรมนิวเคลียร์
สุขอนามัยและไม่เป็นพิษ
Uhmwpe ถูกสุขลักษณะและไม่เป็นพิษและสามารถใช้ในการติดต่อกับอาหารและยา
ความไม่มั่นคง
ความสามารถในการดูดซับพื้นผิวของ UHMWPE นั้นอ่อนแอมากและความสามารถในการต่อต้านการยึดติดนั้นเป็นอันดับสองรองจาก PTFE ซึ่งมีคุณสมบัติที่ไม่ติดกันที่ดีที่สุดในหมู่พลาสติก ดังนั้นพื้นผิวของผลิตภัณฑ์จึงไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะยึดติดกับวัสดุอื่น ๆ
การดูดซับน้ำต่ำ
อัตราการดูดซับน้ำของ UHMWPE ต่ำมาก โดยทั่วไปจะน้อยกว่า 0. 01%, เพียง 1% ของ PA66 ดังนั้นโดยทั่วไปการบำบัดแบบแห้งจึงไม่จำเป็นก่อนที่จะทำการขึ้นรูป
ความหนาแน่น
ความหนาแน่นของ UHMWPE ค่อนข้างต่ำเมื่อเทียบกับพลาสติกวิศวกรรมอื่น ๆ
แรงดึง
เนื่องจากลักษณะโครงสร้างที่จำเป็นสำหรับการวางแนวแรงดึงของ UHMWPE จึงมีความต้านทานแรงดึงสูงเป็นพิเศษ ดังนั้นเส้นใยที่มีโมดูลัสและความแข็งแรงยืดหยุ่นสูงเป็นพิเศษสามารถรับได้ผ่านการปั่นเจลโดยมีความต้านทานแรงดึงสูงถึง 3 ถึง 3.5GPA และโมดูลัสยืดหยุ่นแรงดึงสูงถึง 100 ถึง 125GPA ความแข็งแรงเฉพาะของเส้นใยนั้นสูงที่สุดในบรรดาเส้นใยเชิงพาณิชย์ทั้งหมดจนถึงปัจจุบันมากกว่าสี่เท่าของคาร์บอนไฟเบอร์มากกว่าสายเหล็กสิบเท่าและมากกว่า 50% ของเส้นใยอะรามิด
