Haste de plástico de polietileno UHMW Haste UPE branca
Características principais do substrato de polietileno de peso molecular ultra-alto
(Base de desempenho de hastes UHMWPE)
1. Propriedades Físicas Básicas
Densidade : Aproximadamente 0,93-0,94 g/cm³ (um dos plásticos de menor densidade, mais leve que a água e flutua na água).
Aparência : Branco a branco leitoso claro (branco puro sem adição de pigmentos; o grau industrial pode ter um brilho levemente leitoso devido ao processamento), superfície lisa e delicada (semelhante a uma sensação cerosa).
Peso molecular : 1,5 milhão - 10 milhões de g/mol (o HDPE comum tem um peso molecular de apenas 200.000 - 500.000; o comprimento da cadeia molecular é mais de 10 vezes maior que o do PE comum, resultando em alto emaranhamento).
2. Propriedades Mecânicas
Resistência à abrasão : 6 a 10 vezes maior que o aço carbono, 3 a 5 vezes maior que os plásticos comuns (como náilon e polioximetileno) (o coeficiente de atrito é de apenas 0,07-0,11 e a taxa de desgaste é extremamente baixa; a superfície permanece lisa mesmo após atrito de longo prazo).
Resistência ao impacto : Resistência ao impacto sem entalhe de vigas simplesmente apoiadas ≥150 kJ/m² (virtualmente inquebrável à temperatura ambiente, mantém alta tenacidade mesmo a -40°C, superior à maioria dos plásticos de engenharia).
Resistência à tração : 20-35 MPa (moderadamente baixa, inadequada para cargas de tração de alta resistência).
Resistência à flexão : 30-45 MPa (rigidez moderada, pode suportar forças de flexão gerais, mas não flexão para serviços pesados).
Dureza : Shore D 55-65 (mais duro que o PTFE, mas mais macio que os metais e a maioria dos plásticos de engenharia).
3. Propriedades tribológicas
Propriedades autolubrificantes : Alcança operação de baixo atrito sem lubrificação (coeficiente de atrito apenas 0,07-0,11, próximo ao PTFE, 0,04-0,10, mas com melhor resistência ao desgaste que o PTFE).
Propriedades de fricção a seco : Taxa de desgaste extremamente baixa quando combinada com metais como aço e aço inoxidável sob condições não lubrificadas (adequado para cenários de fricção de alta frequência).
4. Propriedades Químicas e de Intemperismo
Resistência à corrosão : Apresenta resistência quase inerte a ácidos (como ácido sulfúrico, ácido clorídrico, ácido fosfórico), álcalis (como hidróxido de sódio, hidróxido de potássio), soluções salinas e solventes orgânicos (como etanol, acetona, óleo lubrificante) (não se dissolve nem incha à temperatura ambiente e quase não é afetado por qualquer meio químico).
Resistência às intempéries : A exposição prolongada à luz ultravioleta (UV) causará gradualmente oxidação e envelhecimento (a superfície torna-se quebradiça e a cor escurece), mas comparada ao policarbonato (PC) ou náilon (PA), sua resistência às intempéries é moderada (é necessário adicionar antioxidantes ou deve ser usado no escuro).
Resistência a baixas temperaturas : Mantém flexibilidade e resistência ao impacto em ambientes extremamente frios variando de -160°C a -40°C (plásticos comuns são propensos a rachar abaixo de -20°C, enquanto as hastes de UHMWPE ainda têm uma resistência ao impacto ≥100 kJ/m² a -40°C).
5. Outras propriedades
Isolamento Elétrico : Resistividade de volume >10¹⁵ Ω·cm (excelente isolamento, adequado para partes não condutoras de equipamentos elétricos).
Fluidez de processamento : O peso molecular extremamente alto resulta em fluidez extremamente baixa do fundido (não pode ser processado por moldagem por injeção ou extrusão comum e geralmente é processado por moldagem por compressão ou processos especiais de extrusão).
Precauções de uso e processamento de haste UHMWPE
1. Métodos comuns de processamento
- Corte: Use uma serra circular, serra elétrica ou máquina de eletroerosão a fio (serrar manualmente é aceitável para espessuras <50 mm; o corte à máquina é recomendado para chapas mais grossas e as bordas devem ser retificadas para evitar lascas).
- Perfuração: Utilize brocas de metal duro (recomendam-se brocas à base de cobalto), com velocidade controlada em 300-600 rpm e avanço lento (para evitar que o material derreta ou deforme devido ao calor de fricção).
- Torneamento/Fresamento: Pode ser processado em torno convencional ou fresadora (são necessárias ferramentas afiadas, velocidade de corte ≤50 m/min, pequeno avanço, para evitar que o material grude na ferramenta).
- Colagem: Use adesivo de resina epóxi ou adesivo acrílico (adesivos solventes comuns são ineficazes para UHMWPE; adesivos especiais devem ser usados).
- Tratamento de Superfície: A adesão da superfície pode ser melhorada através de tratamento por chama ou tratamento por plasma (se for necessária a ligação a outras peças).
Hastes de polietileno UHMW
2. Principais precauções
- Limitação de temperatura: Temperatura operacional de longo prazo ≤80 ℃ (suportação de curto prazo 100 ℃). Exceder esta temperatura causará um ligeiro amolecimento (diminuição das propriedades mecânicas).
- Resistência UV: A exposição prolongada à luz solar causará oxidação e envelhecimento (a superfície torna-se quebradiça e a cor escurece). Para uso externo, recomenda-se adicionar antioxidantes ou cobrir com uma camada protetora (como tinta).
- Sensibilidade à temperatura de processamento: É necessário um controle rigoroso da temperatura durante a moldagem ou extrusão (normalmente 180-220°C; temperaturas excessivamente altas causarão quebra da cadeia molecular, reduzindo a resistência à abrasão).
- Evite perfurações por objetos pontiagudos: Embora altamente resistente a impactos, a pressão contínua de objetos pontiagudos (como agulhas, parafusos) pode causar abrasão ou arranhões localizados (superfícies críticas devem ser protegidas).
- Limpeza e Manutenção: Limpe com detergente neutro e pano macio (evite raspar com palha de aço). Os modelos de qualidade alimentar requerem esterilização regular (resistentes a vapor em alta temperatura e agentes de limpeza).
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