Полиэтилен - полимер знакомый каждому. Его строение, свойства, методы получения и сферы применения изучают еще в школьной программе. Да и в быту изделия из этого пластика часто встречаются: емкости из-под моющих средств и косметики, различные пакеты, тепличные пленки и многое другое. Тем не менее существует разновидность полиэтилена, который известен лишь в узком кругу. Речь идет о сверхвысокомолекулярном полиэтилене.
Привычный всем полиэтилен получают путем полимеризации газа этилена. Каждая молекула этилена становится одним звеном в полимерной цепочке. И число таких звеньев достигает десятков тысяч. Средняя же молекулярная масса полиэтилена составляет 80 000—500 000 а.е.м.. Сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМПЭ) получают из этого же мономера и по аналогичной реакции. Вот только на выходе получают молекулы с гораздо большим числом звеньев. Молекулярная масса сверхмолекулярного полиэтилена при этом достигает значений в 1,5—11,5 млн. а. е. м..
Высокая молекулярная масса определяет уникальные свойства сверхвысокомолекулярного полиэтилена. Во-первых, полимер, как и обычный полиэтилен, инертен и не вступает в реакции со щелочами, кислотами и жирами. Кроме того, сверхвысокомолекулярный полиэтилен обладает высокой прочностью и ударной вязкостью в большом диапазоне температур (от −200°С до + 100°С), низким коэффициентом трения, износостойкостью. По прочности и износостойкости СВМПЭ можно сравнить с конструкционными сталями. При этом полимер легче, чем сталь. По прочности на разрыв СВМПЭ превосходит кевлар на 40%. Но в отличие от кевлара полимер не намокает и не набухает в воде. Что касается коэффициента трения, то по этому показателю СВМПЭ уступает только фторопластам, признанными самыми скользкими полимерами в мире.
Где применяют СВМПЭ
СВМПЭ - это достаточно "молодой" полимер. Его впервые синтезировали в 50-х годах, а на практике начали использовать только в 60-е годы. Распространение же полимер получил лишь в 70-е - 80-е годы. Тем не менее, сферы его применения оказались очень разнообразными, а собственно потенциал полимера еще до конца не раскрыт.
Уникальные свойства СВМПЭ определили ряд не совсем обычных мест, где этот полимер используют. Приведем лишь несколько наиболее ярких примеров.
Военная сфера. Из волокон СВМПЭ выпускают шлемы, а также баллистические и пуленепробиваемые жилеты различных классов защиты. Для придания большей прочности и пуленепробиваемости волокна в ткани накладывают под разными углами.
Машиностроение. В машиностроении СВМПЭ служит одной из более дешевых альтернатив фторопластам. Полимер используют в узлах сухого трения. Также из него делают уплотнения в гидравлических и пневматических системах.
Судостроение. Низкий коэффициент трения позволил использовать СВМПЭ в качестве покрытия стапелей судостроительных верфей. Именно по такой скользкой поверхности суда спускают на воду. Благодаря высокой прочности и износостойкости полимер нашел применение для изготовления канатов и тросов для буксировки, швартовки и якорных устройств на судах.
Спорт. Из СВМПЭ делают синтетический лед (покрытие для для ледовых видов спорта: хоккей, фигурное катание), противоукольную защиту в фехтовании, тросы для альпинизма. Также его используют для строп парашютов, лески для рыболовной ловли.
Медицина. СВМПЭ применяют для изготовления эндопротезов суставов, в том числе тазобедренных и коленных суставов, а также позвонков. Еще одна область применения полимера в медицине - травмобезопасные перчатки. Такие изделия отличаются стойкостью к порезам и высокой прочностью.
Прочее. Из СВМПЭ делают высокопрочные и износостойкие трубы. По таким трубопроводам транспортируют абразивные материалы: минералы, уголь, корма, отходы. Также из этого полимера делают изоляцию кабелей, пленки, листы, плиты, пластины, профили.
Понравилась статья? Ставим лайк👍 и подписываемся на канал.
