Polietileno de peso molecular ultra-alto (uPe)
O polietileno de peso molecular ultra-alto (UPE) é um material linear de polietileno com um peso molecular de geralmente mais de 1,5 milhão de g/mol (o peso molecular de HDPE comum é de cerca de 200.000-500.000 g/mol). A estrutura da cadeia linear de alta densidade (baixo emaranhamento entre moléculas de cadeia longa) oferece propriedades físicas únicas. O arranjo aleatório e a alta orientação das cadeias moleculares fornecem ao material excelente resistência ao impacto, resistência ao desgaste e auto-lubrificação.
Processo de preparação
A distribuição do peso molecular é controlada a baixa temperatura e alta pressão através do processo de polimerização de pasta (como o sistema de catalisador Ziegler-natta) ou polimerização da fase gasosa. A tecnologia principal é inibir a quebra da cadeia molecular (a temperatura deve ser estritamente controlada <100 ℃) para garantir o peso molecular e a regularidade da cadeia.
Vantagens de polietileno de alto peso molecular ultra alto
Resistência ao desgaste ultra-alto:
O coeficiente de atrito é tão baixo quanto 0,05-0,11 (apenas 1/3-1/5 de aço) e a taxa de desgaste é <1 × 10⁻⁶ cm³/(n · m), que é mais de 5 vezes a do POM tradicional.
Exemplo de aplicação: A vida útil da resistência ao desgaste do revestimento da caçamba de máquinas de mineração é aumentada em 10 vezes.
Força de impacto:
Resistência ao impacto do feixe de cantilever> 100 kJ/m² (HDPE é de cerca de 30-80 kJ/m²), não quebradiço a baixa temperatura (-70 ℃ ainda pode manter a flexibilidade).
Dados comparativos: a força do impacto do PA66 diminui 90% em -40 ℃, enquanto a UPE diminui apenas 20%.
Propriedade auto-lubrificante:
A energia da superfície é extremamente baixa (<30 mn/m) e a lubrificação por atrito seco pode ser alcançada sem lubrificante externo (o coeficiente de atrito é menor que o politetrafluoroetileno PTFE).
Resistência química:
Resistência ao ácido e à corrosão alcalina (estável a pH 0-14), resistência ao solvente orgânico (exceto ácido sulfúrico concentrado/ácido nítrico), resistência ao estresse ambiental (ESCR > 1000H).
Resistência à temperatura:
Excelente desempenho em uma ampla faixa de temperatura de -269 a +80 ℃, sem fratura quebradiça a baixa temperatura e taxa de deformação menor que 0,5% a temperatura alta (temperatura de uso a longo prazo <80 ℃).
Densidade e absorção de água:
Densidade 0,93-0,97 g/cm³ (menor que POM/PBT), absorção de água <0,01% (quase não afetada pela umidade).
Características biomédicas e ambientais
Biocompatibilidade:
O material certificado pela FDA, não citotóxico, pode ser usado para dispositivos médicos implantáveis (como juntas artificiais, parafusos ósseos).
Proteção Ambiental:
Temperatura de decomposição reciclável> 400 ℃ (sob proteção de gás inerte), sem emissões de gás tóxico de halogênio durante a incineração.
haste uhmwpe resistente à ESD Aplicações
Peças industriais resistentes a roupas: mineração/metalurgia/máquinas de comida
Transporte: navios
Aeroespacial
Equipamentos médicos e esportivos: implantes
Equipamento esportivo
Novo campo de energia: pás de turbina eólica/baterias de lítio