Preparation of UHMWPE fiber

UHMWPE, cunoscut și ca polietilenă cu modul înalt de rezistență, este în prezent unul dintre materialele de înaltă performanță din lume.Datorită proprietăților sale excelente, cum ar fi rezistența la coroziune, rezistența la uzură și densitatea scăzută, este utilizat în prezent în materiale de protecție militară, materiale mecanice militare, echipamente aerospațiale și alte domenii militare.Dezvoltarea fibrei de înaltă performanță este fundamentul echipamentului militar al unei țări, iar materialul avansat poate duce la tehnologia militară avansată, care a devenit o bază materială importantă pentru construcția unei țări moderne puternice și ocupă o poziție decisivă în domeniul materialelor militare la nivel mondial.

Proprietățile fibrei UHMWPE

Fibra UHMWPE are proprietăți complete excelente, densitatea sa relativă este mică, poate pluti pe apă.ȘiFibră UHMWPEeste cea mai puternică fibră din lume în prezent.În comparație cu oțelul, fibra UHMWPE este de peste zece ori mai puternică decât oțelul de înaltă calitate.În plus, fibra UHMWPE are, de asemenea, rezistență puternică la coroziune, rezistență chimică, rezistență la uzură și alte proprietăți, performanță cuprinzătoare, fibra UHMWPE în multe domenii importante din China joacă un rol important.

1.1 Proprietăți mecanice excelente

În comparație cu alte fibre de înaltă performanță, densitatea fibrei UHMWPE este a doua după fibrele PE convenționale și fibrele de polipropilenă și este materialul optim de fibre cu cea mai mică densitate dintre materialele antiglonț.Poate reduce greutatea materialului și poate obține un efect ușor, asigurând în același timp o performanță mai bună împotriva glonțurilor.

În comparație cu alte proprietăți, rezistența la tracțiune a UHMWPE este doar a doua după cea a fibrei de PBO și poliaril ester și este doar cu 0,1 diferită de cea a fibrei de poliaril ester.Se poate observa că UHMWPE are o rezistență excelentă la tracțiune.

În comparație cu alte fibre, modulul inițial este doar al doilea după PBO și fibra de carbon, ceea ce indică faptul că fibra are o rezistență relativ bună la tensiunea de deteriorare și nu este predispusă la deformare.Este un fel de fibră caracteristică cu rezistență specifică ultra-înaltă și modul specific, care joacă un rol important în materialul antiglonț.

1.2 Performanța izolației electrice

Fenomenul undei radar de reflectare a fibrei UHMWPE este foarte puțin, cu o eficiență ridicată a conducției, sporește constanta dielectrică a materialelor compozite.Deși constanta dielectrică și valoarea de pierdere a polietilenei sunt cele mai puține dintre alte materiale, fibra UHMWPE are performanța pe care fibra tradițională de polietilenă nu o poate atinge și are un efect mai bun decât materialele generale, deci este materialul preferat pentru radomul radar, cu de înaltă calitate și efect de lumină.

1. 3 Rezistenta la intemperii si rezistenta la uzura

Fibra UHMWPE are o rezistență excelentă la intemperii și poate menține neschimbată performanța originală înaltă după o lungă perioadă de iluminare și mediu dur.În același timp, fibra UHMWPE are o rezistență mai mare la uzură și rezistență la oboseală la îndoire decât fibra aramidă în materiale de înaltă performanță, astfel încât rezistența la uzură a acestei fibre este mai bună decât a altor fibre de înaltă performanță.Datorită rezistenței sale ridicate la uzură și performanței ușoare de prelucrare, are o bună perspectivă de aplicare în domeniul industrial.

1. 4 Rezistenta la coroziune chimica

Structura internă a fibrei UHMWPE este relativ strânsă.Tocmai datorită cristalinității și orientării ridicate a lanțului molecular din interiorul fibrei, fibra are o inerție chimică puternică.Prin urmare, în starea acidă și bazică sau în starea de temperatură înaltă și scăzută, fibra își poate menține performanța inițială neschimbată pentru o lungă perioadă de timp și poate să se adapteze și să își joace valoarea în mediul dur.

1. 5 Proprietăți auto-lubrifiante

Materialul UHMWPE în comparație cu alte materiale de inginerie, materialul UHMWPE are un factor de frecare foarte scăzut, factorul de frecare scăzut face ca fibra în sine o performanță de auto-lubrifiere mai bună, este cel mai bun material din materiale plastice fără lubrifiant, astfel încât materialul UHMWPE este utilizat pe scară largă în inginerie, cu valoare de utilizare foarte mare.Fibra UHMWPE este utilizată în funcționarea mașinii, în comparație cu oțelul tradițional și alama sub funcționarea lubrifiantului este mai bună.Prin urmare, în comparație cu materialele obișnuite, fibra UHMWPE nu numai că economisește costul materiilor prime, dar garantează și efectul de performanță excelentă, deci are o valoare de utilizare mai mare.

2. Metoda de preparare a fibrei UHMWPE

2.1 Metoda de centrifugare cu gel

Există multe metode de preparare a fibrei UHMWPE de înaltă performanță, dar din cauza solventului în sine, prepararea fibrei UHMWPE nu poate fi realizată.Filatura cu gel este cea mai ideală metodă.Metoda de filare cu gel este diferită de filarea cu soluție generală sau filarea umedă, folosind în general polimeri cu greutate moleculară mare ca materie primă, din soluție semi-diluată ca substanță de filare, soluție flexibilă de lanț de molecule care se încurcă în soluția semi-diluată și apoi filare, cristalizare, lanț de întindere de înaltă întindere, după tratament de extracție până la întinderea termică, care este realizat cu fibre de înaltă rezistență și modul înalt.Metoda de filare cu gel are următoarele caracteristici de bază: (1) polimerul cu greutate moleculară ultra-înaltă este utilizat ca materie primă; (2) folosiți soluție semi-diluată ca material de filare;(3) a fost efectuată întinderea hipertermică, iar raportul de tracțiune a fost mai mare de 30.

2.2 Metoda de filare a topiturii plastifiante

Filatura prin topire este realizată din topitură de polimer prin filare și extrudare prin topire.Filarea topiturii plastifiate se bazează pe filarea topiturii, adăugând o cantitate adecvată de diluant la topitura polimerului pentru filare, prin solventul mixt cu șuruburi duble, apoi extrudată, înmuiată în agent de extracție, iar apoi întinderea repetată poate obține în sfârșit o rezistență ridicată. și fibră de polietilenă cu modul înalt.

2.3 Metoda de extrudare în stare solidă la presiune înaltă

Principiul formării prin extrudare este că la extruder se adaugă solvent solid granular, butoiul de material care conține solvent solid este încălzit la temperatura de topire, astfel încât materialul solid să fie topit, agentul topit este transportat la capul mașinii cu un formă fixă, iar apoi după răcire și modelare, produsul final este solidificat.Metoda de extrudare solidă de înaltă presiune se bazează pe extrudarea, care formează topirea la presiune înaltă, formând solvent, apoi prin orificiul de jet, apoi de înaltă tracțiune și, în final, obțineți polietilenă cu greutate moleculară mare.

2.4 Metoda de cristalizare la suprafață

Datorită vitezei lente de creștere a cristalelor fibroase, această metodă este rar utilizată la prepararea fibrei UHMWPE.