uhmwpeพร้อมกับคาร์บอนไฟเบอร์และอารามิดเป็นที่รู้จักกันในชื่อ "เส้นใยไฮเทคหลักสามแห่งของโลก"เส้นใยโพลีเอทิลีนน้ำหนักโมเลกุลสูงเป็นพิเศษเป็นเส้นใยที่แข็งแกร่งและยืดหยุ่นที่สุดในโลก ปัจจุบันเป็นเส้นใยที่มีความแข็งแรงเฉพาะและประสิทธิภาพการทำงานของกระสุนในวัสดุเส้นใยอุตสาหกรรม มันมีคุณสมบัติที่โดดเด่นมากมายเช่นความแข็งแรงสูงเป็นพิเศษโมดูลัสสูงพิเศษความหนาแน่นต่ำความต้านทานการสึกหรอความต้านทานอุณหภูมิต่ำความต้านทานรังสียูวีความต้านทานการป้องกันความยืดหยุ่นที่ดีการดูดซับพลังงานกระแทกสูงและความต้านทานต่อกรดที่แข็งแรง ในร้านค้าทั่วไปมันเป็น "บางเหมือนกระดาษและแข็งเหมือนเหล็ก" มีความแข็งแรง 15 เท่าของเหล็ก ในมุมมองของลักษณะของน้ำหนักเบาความแข็งแรงสูงและการดูดซับพลังงานเฉพาะสูง
ลักษณะประสิทธิภาพ
1. คุณสมบัติเชิงกลที่ยอดเยี่ยม: ภายใต้ความหนาแน่นเชิงเส้นเดียวกันความต้านทานแรงดึงของเส้นใยโพลีเอทิลีนน้ำหนักโมเลกุลสูงเป็นพิเศษคือ 15 เท่าของเชือกลวดเหล็ก มันสูงกว่าอารามิด 40% ซึ่งเป็นหนึ่งใน "เส้นใยไฮเทคหลักสามแห่งของโลก" และสูงกว่าเส้นใยเหล็กคุณภาพสูง 10 เท่าและเส้นใยเคมีธรรมดา เมื่อเทียบกับเหล็ก, e-glass, ไนลอน, polyenamine, คาร์บอนไฟเบอร์และโบรอน, ความแข็งแรงและโมดูลัสสูงกว่าเส้นใยเหล่านี้และมีความแข็งแรงสูงสุดในหมู่วัสดุที่มีมวลเดียวกัน
2. ความต้านทานแรงกระแทกที่ยอดเยี่ยม: เส้นใยโพลีเอทิลีนน้ำหนักโมเลกุลสูงเป็นพิเศษมีความต้านทานต่อแรงกระแทกที่ยอดเยี่ยม ความสามารถในการดูดซับพลังงานและการต่อต้านผลกระทบในระหว่างการเปลี่ยนรูปและการปรับรูปร่างสูงกว่าเส้นใยอะรามิดและเส้นใยคาร์บอนซึ่งเป็นหนึ่งใน "เส้นใยไฮเทคหลักสามแห่งของโลก" เมื่อเทียบกับโพลีอะไมด์, โพลีอะไมด์อะโรมาติก, ไฟเบอร์แก้วอิเล็กทรอนิกส์, คาร์บอนไฟเบอร์และอะรามิด, เส้นใยโพลีเอทิลีนน้ำหนักโมเลกุลสูงเป็นพิเศษมีการดูดซึมพลังงานทั้งหมดโดยผลกระทบ
3. ความต้านทานการสึกหรอที่ยอดเยี่ยม: เมื่อเปรียบเทียบค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานของเส้นใยโพลีเอทิลีนน้ำหนักโมเลกุลสูงเป็นพิเศษกับพลาสติกเสริมคาร์บอนไฟเบอร์และเส้นใยอะรามิดความต้านทานการสึกหรอ ดังนั้นความต้านทานการสึกหรอจึงดีกว่าเส้นใยประสิทธิภาพสูงอื่น ๆ นอกจากนี้เนื่องจากความต้านทานการสึกหรอที่ยอดเยี่ยมและความต้านทานการดัดงอประสิทธิภาพการประมวลผลนั้นค่อนข้างดีกว่าและง่ายต่อการทำลงในวัสดุคอมโพสิตและผ้าอื่น ๆ
4. ความต้านทานทางเคมี: โครงสร้างทางเคมีของเส้นใยโพลีเอทิลีนน้ำหนักโมเลกุลสูงเป็นพิเศษนั้นค่อนข้างง่ายและคุณสมบัติทางเคมีค่อนข้างเสถียร สารเคมีส่วนใหญ่ไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะกัดกร่อน โซลูชันอินทรีย์เพียงไม่กี่ตัวเท่านั้นที่สามารถบวมได้เล็กน้อยและการสูญเสียคุณสมบัติเชิงกลของพวกเขาน้อยกว่า 10% อัตราการเก็บรักษาความแข็งแรงของเส้นใยโพลีเอทิลีนน้ำหนักโมเลกุลสูงเป็นพิเศษและเส้นใยอะรามิดในสื่อเคมีที่แตกต่างกันถูกนำมาเปรียบเทียบ ความต้านทานการกัดกร่อนของเส้นใยโพลีเอทิลีนน้ำหนักโมเลกุลสูงเป็นพิเศษสูงกว่าเส้นใยอะรามิดอย่างมีนัยสำคัญ คุณสมบัติและโครงสร้างของมันมีความเสถียรโดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรดอัลคาลิสและเกลือ แต่ความแข็งแรงของมันหายไปเล็กน้อยในสารละลายโซเดียมไฮโปคลอไรต์
5. ความต้านทานทางแสงที่ยอดเยี่ยม: เนื่องจากโครงสร้างทางเคมีที่เสถียรของเส้นใยโพลีเอทิลีนน้ำหนักโมเลกุลสูงเป็นพิเศษความต้านทานแสงของพวกเขาจึงเป็นสิ่งที่เหนือกว่าในหมู่เส้นใยไฮเทคมากที่สุด เส้นใยอะรามิดไม่สามารถต้านทานต่อรังสีอัลตราไวโอเลตและควรใช้เมื่อหลีกเลี่ยงแสงแดดโดยตรงเท่านั้น เมื่อเปรียบเทียบเส้นใยโพลีเอทิลีนน้ำหนักโมเลกุลสูงเป็นพิเศษกับไนลอนโมดูลัสสูงและอะลาไมด์โมดูลัสต่ำอัตราการเก็บรักษาความแข็งแรงของเส้นใยโพลีเอทิลีนน้ำหนักโมเลกุลสูงเป็นพิเศษสูงกว่าเส้นใยอื่น ๆ อย่างมีนัยสำคัญ
6. คุณสมบัติอื่น ๆ : เส้นใยโพลีเอทิลีนน้ำหนักโมเลกุลสูงเป็นพิเศษยังมีคุณสมบัติที่ไม่ชอบน้ำที่ดีเยี่ยมความต้านทานต่อน้ำและความชื้นประสิทธิภาพของฉนวนไฟฟ้าและอายุการโค้งงอที่ค่อนข้างยาวนาน มันมีความต้านทานต่อน้ำที่โดดเด่นและความต้านทานอุณหภูมิต่ำโดยมีแรงโน้มถ่วงที่ค่อนข้างต่ำ มันเป็นเส้นใยไฮเทคเดียวที่สามารถลอยอยู่บนน้ำและยังเป็นวัสดุอุณหภูมิต่ำในอุดมคติ
ข้อเสีย: จุดหลอมเหลวค่อนข้างต่ำ ในระหว่างการประมวลผลของมันอุณหภูมิจะต้องไม่เกิน 130 องศา มิฉะนั้นเนื่องจากแรงระหว่างโมเลกุลที่อ่อนแอระหว่างเส้นใยโพลีเอทิลีนน้ำหนักโมเลกุลสูงเป็นพิเศษทำให้การคืบเกิดขึ้นทำให้อายุการใช้งานสั้นลง ไม่มีกลุ่มย้อมสีบนเส้นใยโพลีเอทิลีนน้ำหนักโมเลกุลสูงเป็นพิเศษซึ่งทำให้การเปียกน้ำไม่ดี สีย้อมมีปัญหาในการแทรกซึมเข้าไปในภายในของเส้นใยทำให้เกิดการย้อมสีที่ไม่ดี ข้อเสียเหล่านี้ส่งผลกระทบต่อขอบเขตของฟิลด์แอปพลิเคชัน
ฟิลด์แอปพลิเคชัน
1. สนามป้องกัน: เนื่องจากความต้านทานต่อแรงกระแทกที่ยอดเยี่ยมและการดูดซับพลังงานที่เฉพาะเจาะจงของเส้นใยนี้จึงสามารถกลายเป็นวัสดุเสื้อผ้าป้องกันหมวกกันน็อกวัสดุกันกระสุนในกองทัพเช่นแผ่นเกราะสำหรับเฮลิคอปเตอร์ถังและเรือ น่าทึ่ง การใช้ประโยชน์จากค่าคงที่ไดอิเล็กตริกต่ำการสูญเสียอิเล็กทริกต่ำและการส่งผ่านโซนาร์สูงมันถูกนำไปใช้ในเสาอากาศ, ปกขีปนาวุธ, ปกที่อยู่อาศัยป้องกันเรดาร์และด้านอื่น ๆ มันมีข้อได้เปรียบในการมีน้ำหนักเบาและเอฟเฟกต์กันกระสุนดีกว่าของอารามิด ตอนนี้ได้กลายเป็นเส้นใยหลักที่ครอบครองตลาดเสื้อกั๊กกันกระสุนในสหรัฐอเมริกา นอกจากนี้ค่าโหลดผลกระทบเฉพาะ U\/P ของคอมโพสิตโพลีเอทิลีนน้ำหนักโมเลกุลสูงเป็นพิเศษคือสิบเท่าของเหล็กและมากกว่าสองเท่าของเส้นใยแก้วและอะรามิด กระสุนปืนและหมวกกันน็อกจลาจลที่ทำจากวัสดุคอมโพสิตเรซินเสริมเส้นใยนี้ได้กลายเป็นแทนสำหรับหมวกกันน็อกเหล็กและหมวกกันน็อกวัสดุคอมโพสิตเสริมอะรามิด จากมุมมองระหว่างประเทศ 70% ของเส้นใย UHMWPE ถูกนำมาใช้ในทุ่งทหารเช่นเสื้อกันกระสุนหมวกกันน็อกกระสุนกระสุนเกราะกันกระสุนสำหรับสิ่งอำนวยความสะดวกและอุปกรณ์ทางทหารและการบินและอวกาศ อย่างไรก็ตามในปัจจุบันสัดส่วนของเส้นใย UHMWPE ที่ใช้ในการใช้งานทางทหารในประเทศจีนยังคงต่ำมาก ในอนาคตการประยุกต์ใช้เส้นใย UHMWPE ทหารระดับสูงคาดว่าจะเติบโตอย่างรวดเร็ว
2. สนามบิน: ในวิศวกรรมการบินและอวกาศเนื่องจากน้ำหนักเบาความแข็งแรงสูงและความต้านทานต่อแรงกระแทกที่ดีของวัสดุคอมโพสิตเส้นใยนี้เหมาะสำหรับโครงสร้างปลายปีกของเครื่องบินต่างๆโครงสร้างยานอวกาศและเครื่องบินอุบาย ฯลฯ ไฟเบอร์นี้ยังสามารถใช้เป็นไฟเบอร์ ความเร็วในการพัฒนานั้นรวดเร็วมาก
3. สนามอุตสาหกรรม: ในอุตสาหกรรมไฟเบอร์นี้และวัสดุคอมโพสิตสามารถใช้เป็นภาชนะที่ทนความดันสายพานลำเลียงวัสดุกรองแผ่นบัฟเฟอร์ยานยนต์ ฯลฯ ในแง่ของการก่อสร้างสามารถใช้เป็นผนังโครงสร้างพาร์ติชัน ฯลฯ เนื่องจากความต้านทานการสึกหรอที่ยอดเยี่ยมและความต้านทานต่อแรงกระแทกจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการผลิตเชิงกลและสามารถใช้ในการทำชิ้นส่วนเชิงกลต่าง ๆ เช่นเกียร์, กล้อง, ใบพัด, ลูกกลิ้ง, รอก, ตลับลูกปืน, กระสุนปืนแขน, เพลาเพลา
โพลีเอทิลีนน้ำหนักโมเลกุลสูงเป็นพิเศษสามารถใช้ในการทำวัสดุบุผิวของถังไซโลและปล่องสำหรับเก็บถ่านหินมะนาวซีเมนต์ผงแร่เกลือธัญพืชและวัสดุผงอื่น ๆ นี่เป็นเพราะมันมีคุณสมบัติการหล่อลื่นด้วยตนเองที่ยอดเยี่ยมและคุณสมบัติที่ไม่ติดซึ่งสามารถป้องกันวัสดุผงที่กล่าวถึงข้างต้นจากการยึดติดไปจนถึงการจัดเก็บและการขนส่งเพื่อให้มั่นใจถึงความมั่นคงและความน่าเชื่อถือ
โพลีเอทิลีนน้ำหนักโมเลกุลสูงเป็นพิเศษใช้สำหรับท่อสปอนเซอร์ของเหลวเช่นทรายดูด เมื่อเทียบกับท่ออื่น ๆ ประสิทธิภาพที่โดดเด่นของมันมีดังนี้: เมื่อเทียบกับท่อไม้ไผ่อายุการใช้งานจะเพิ่มขึ้น 18 เท่าและอัตราดอกเบี้ยจะลดลงเป็น 1\/25; เมื่อเทียบกับท่อไนล่อนอายุการใช้งานจะเพิ่มขึ้น 3 ครั้งและอัตราดอกเบี้ยจะลดลงเป็น 1\/8 เมื่อทำการจัดจำหน่ายสิ่งกีดขวางภายในท่อมีขนาดเล็กกว่าท่อที่ไม่ใช่โลหะ 25% ซึ่งจะเพิ่มความถี่การจัดจำหน่ายอย่างมาก
ในพื้นที่เช่น chutes ถังและวัสดุบุผิวด้านในของช่องแร่เมื่อสภาพอากาศเย็นและชื้นเกิดขึ้นรายการจะละลายบนพื้นผิวที่ไม่ใช่โลหะ แต่สิ่งนี้จะไม่เกิดขึ้นกับการใช้แผ่นโพลีเอทิลีนโมเลกุลสูงซึ่งจะช่วยลดค่าใช้จ่ายในการขนถ่ายอย่างมีนัยสำคัญ หลังจากซับในชั้นของแผ่นโพลีเอทิลีนโมเลกุลสูงบนท่อระบายน้ำของรถบรรทุกและเรือจำนวนมากเวลาในการขนถ่ายเครื่องแบบจะลดลงจากเดิม 16 ถึง 20 ชั่วโมงเป็น 8 ชั่วโมง
4. ทุ่งพลเรือน
การใช้งานในเชือกและสายเคเบิล: เชือกสายเคเบิลเรือใบและอุปกรณ์ตกปลาที่ทำจากเส้นใยนี้เหมาะสำหรับวิศวกรรมทางทะเลซึ่งเป็นการใช้งานครั้งแรกของเส้นใยนี้ มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในเชือกที่มีน้ำหนักมาก, เชือกหนัก, เชือกกอบกู้, เชือกลาก, เชือกเรือใบและสายการประมง ฯลฯ เชือกที่ทำจากเส้นใยนี้มีความยาวแตกภายใต้น้ำหนักของตัวเองซึ่งเป็นแปดเท่าของเชือกเหล็กและสองเท่าของ Aramid เชือกนี้ใช้เป็นเชือกยึดคงที่สำหรับเรือบรรทุกน้ำมันซูเปอร์น้ำมันแพลตฟอร์มการทำงานนอกชายฝั่งประภาคาร ฯลฯ มันแก้ปัญหาของสนิมที่พบในการใช้สายเคเบิลเหล็กและการกัดกร่อนก่อนหน้านี้ไฮโดรไลซิสการสลายตัวของอัลตราไวโอเลต ฯลฯ
อุปกรณ์กีฬาและวัสดุสิ้นเปลือง: ในสินค้ากีฬาผลิตภัณฑ์เช่น Backboards ฟุตบอล, หมวกกันน็อกความปลอดภัย, สกี, เรือใบ, แท่งประมง, ไม้, แร็กเก็ต, จักรยาน, เครื่องร่อนและชิ้นส่วนเครื่องบินน้ำหนักเบาเป็นพิเศษและประสิทธิภาพของพวกเขาดีกว่าวัสดุดั้งเดิม
ในฐานะวัสดุชีวภาพ: วัสดุคอมโพสิตเสริมเส้นใยนี้ใช้ในถาดทันตกรรมการปลูกถ่ายทางการแพทย์และเย็บพลาสติก ฯลฯ มันมีความเข้ากันได้ทางชีวภาพและความทนทานที่ดีและมีความเสถียรสูงโดยไม่ทำให้เกิดอาการแพ้ มันถูกนำไปใช้ในการปฏิบัติทางคลินิก นอกจากนี้ยังใช้ในถุงมือทางการแพทย์และมาตรการทางการแพทย์อื่น ๆ ฯลฯ
