Hervorragende Eigenschaften der UHMWPE-Faser

Die einzigartige Struktur von UHMWPE verleiht ihm hervorragende physikalische und chemische Eigenschaften, aber auch die flexible lineare makromolekulare Grundgerüststruktur von UHMWPE und sein extrem hohes Molekulargewicht (langes molekulares Grundgerüst) schränken den Formungsprozess dieses Materials ein. Aufgrund ihrer langen Molekülkette behält die makromolekulare UHMWPE-Kette nach dem Schmelzen immer noch einen hohen Grad an gegenseitiger Kräuselung und Wicklung bei, was zu ihrer hohen Viskosität im geschmolzenen Zustand führt, der keinen viskosen Fließzustand, aber einen hochelastischen Zustand bilden kann, und zum Schmelzen Index ist fast 0. Daher können die üblicherweise bei Polyethylen verwendeten Extrusions- und Spinnverarbeitungs- und Formverfahren nicht durch Heißschmelzen erreicht werden. Gleichzeitig ist die kritische Schergeschwindigkeit von UHMWPE im hochelastischen Zustand niedrig und die Viskosität der Schmelze sehr hoch, sodass die Oberfläche des Produkts leicht uneben, knickend, rau oder rissig wird Probleme beim Extrusions- oder Spritzgussprozess, was auch zu einer schwierigen Verarbeitung des Materials führt. Im Vergleich zu herkömmlichen Fasern sind bei UHMWPE-Fasern die hohe Zugfestigkeit und der Zugmodul, die geringe Dichte und die hohe Schlagfestigkeit aufgrund der flexiblen Kettenstruktur am wichtigsten. Darüber hinaus verfügt die UHMWPE-Faser über eine hervorragende Isolierung, Kältebeständigkeit, chemische Stabilität und Hydrophobie.
1 Ultrahochmolekulare Polyethylenfaser mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften
UHMWPE-Fasern haben hervorragende mechanische Eigenschaften. Bei gleicher linearer Dichte ist die Zugfestigkeit von UHMWPE-Fasern 15-mal so hoch wie die von Stahldrahtseilen, 40 % höher als die von Aramidfasern und 10-mal so hoch wie die von hochwertigen Stahlfasern und gewöhnlichen Verbundfasern. Im Vergleich zu Stahl, E-laminiertem Glas, Nylon und Polyenamin weist es eine höhere Festigkeit und einen höheren Modul auf und weist die höchste Festigkeit bei Rohstoffen gleicher Qualität auf.
2 Ultrahochmolekulare Polyethylenfaser mit ausgezeichneter Dichte und spezifischer Festigkeit
Die Dichte von UHMWPE-Fasern beträgt etwa {{0}},95 g/cm3 ~ 0,98 g/cm3, was eine geringere Dichte als Kohlenstofffasern und Aramidfasern aufweist, und die Dichte ist ähnlich geringer als die Dichte von Wasser Im Vergleich zu Polypropylen handelt es sich um eine spezielle Hochleistungsfaser mit einer geringeren Dichte als Wasser.
UHMWPE-Faser ist eine Art leichte, hochfeste Faser, deren spezifische Festigkeit viel besser ist als die von Kohlefaser, Aramid und anderen speziellen Polymerfasern.
Die Zugfestigkeit der UHMWPE-Faser beträgt etwa 2,8 bis 4 N/tex (Dichte berechnet bei 0,98 g/cm3, die Zugfestigkeit beträgt etwa 2744 MPa bis 392 0MPa). Der Zugmodul beträgt etwa 91 bis 140 N/tex (Dichte berechnet bei 0,98 g/cm3, dann beträgt der Zugmodul etwa 90 GPa bis 137 GPa). Obwohl die Zugfestigkeit von UHMWPE-Fasern der von Spezialfasern wie Kohlenstofffasern und Aramid ähnelt, ist die spezifische Zugfestigkeit von UHMWPE etwa 50 % höher als die von Aramid und Kohlenstofffasern, was im Grunde die höchste spezifische Zugfestigkeit von Polymeren darstellt Spezialfaser derzeit.
3 Polyethylenfasern mit ultrahohem Molekulargewicht und ausgezeichneter Verschleißfestigkeit
Im Allgemeinen ist die Verschleißfestigkeit umso geringer, je größer der Modul des Rohmaterials ist. Bei UHMWPE-Fasern ist jedoch das Gegenteil der Fall. Da der Reibungskoeffizient der UHMWPE-Faser niedrig ist, ist die Verschleißfestigkeit umso höher, je höher der Modul ist. Daher ist seine Verschleißfestigkeit anderen hervorragenden Chemiefasern überlegen. Aufgrund seiner Verschleißfestigkeit und Biegefestigkeit verfügt es über hervorragende Produktions- und Verarbeitungseigenschaften und lässt sich leicht aus anderen Polymermaterialien und Textilien herstellen.
4 UHMWPE-Fasern sind beständig gegen chemische Korrosion
Die chemische Struktur der UHMWPE-Faser ist relativ einfach, die physikalischen Eigenschaften sind relativ stabil und sie weist die Tendenz einer hohen Kristallstruktur auf. Daher ist das aktive Gen in der starken Säure und Base nicht leicht anzugreifen, und nur wenige andere organische chemische wässrige Lösungen können es leicht anschwellen lassen, und die Schädigung seiner mechanischen Eigenschaften beträgt weniger als 10 %. Ultrahochprozentige Polyethylenfasern und Aramidfasern weisen in verschiedenen Chemikalien eine sehr hohe Beibehaltung der Druckfestigkeit auf. Die Korrosionsbeständigkeit von Fasern aus ultrahohem Polyethylen ist deutlich höher als die von Aramidfasern. Seine Struktur ist in Säuren, Basen und Salzen sehr stabil und seine Festigkeit wird nur in Natriumhypochloritlösung gebrochen.
5 UHMWPE-Fasern haben eine gute Lichtbeständigkeit
Die chemische Struktur der UHMWPE-Faser ist stabil, daher ist ihre Lichtbeständigkeit auch die beste unter den neuen Chemiefasern. Die Festigkeitserhaltungsrate von UHMWPE-Fasern ist offensichtlich höher als die von Nylon, und die Festigkeitserhaltungsrate von Aramidfasern mit hohem und niedrigem Modul ist verbessert.
6 Weitere Eigenschaften von Polyethylenfasern mit ultrahohem Molekulargewicht
UHMWPE-Fasern zeichnen sich durch hervorragende Hydrophobie, Feuchtigkeitsbeständigkeit, Isolierung und Lebensdauer aus. Seine Feuchtigkeitsbeständigkeit und Kältebeständigkeit sind ausgezeichnet und das spezifische Gewicht ist gering. Es ist die einzige neue Chemiefaser, die auf dem Wasser schwimmen kann, und eignet sich ideal für Niedertemperaturfasern. Allerdings hat es auch einen Nachteil, nämlich einen niedrigen Schmelzpunkt. Im Produktionsprozess sollte die Temperatur 130 Grad C nicht überschreiten, da es sonst aufgrund der schwachen Wechselwirkung zwischen der Molekülstrukturkette der UHMWPE-Faser zu Spannungsrelaxation und einer Verkürzung der Lebensdauer kommt. UHMWPE-Fasern haben keine Farbstoffgruppen, wodurch sie schlecht durchlässig sind und Farbstoffe nicht in die Fasern eindringen können, was zu einer schlechten Färbung führt. Dieser Mangel beeinträchtigt den Umfang seiner primären Verwendungszwecke.