Polietilen dengan berat molekul tinggi: deskripsi, sifat, aplikasi

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-17 10:31

Setiap hari, bahan baru yang diperoleh dengan cara buatan diperkenalkan ke dalam lingkup aktivitas manusia. Salah satunya adalah polietilen dengan berat molekul tinggi, yang telah menjadi produk komersial sejak tahun 1950-an, tetapi baru sekarang mendapatkan popularitas yang nyata.

Deskripsi

Polietilen dengan berat molekul tinggi adalah jenis etilena terpolimerisasi termoplastik. Fitur utamanya adalah rantai molekul yang sangat panjang. Mereka lebih baik dirasakan dan mengirimkan beban, "mengkompensasi" mereka dengan interaksi antarmolekul.

Tampilan bahannya tidak berbeda dengan jenis plastik lainnya. Ini tidak berbau, tidak berasa, tidak beracun. Itu bisa diberi warna apa saja dengan pengenalan warna. Pada saat yang sama, ia memiliki seperangkat sifat yang membedakannya dari polimer lain.

Polietilen dengan berat molekul tinggi adalah bahan yang keras dengan kekuatan benturan yang besar. Dia mampu bertahantekanan yang signifikan. Itu tidak menyerap kelembaban, itulah sebabnya ia tidak berinteraksi dengan kulit manusia dan terasa licin. Selain itu, ia memiliki ketahanan abrasi yang tinggi (lebih dari baja) dan koefisien gesekan yang rendah.

Sifat polietilen dengan berat molekul tinggi

Seperti yang telah disebutkan, fitur utama dari polimer dengan berat molekul tinggi ini adalah rantai molekul yang panjang. Selain itu, mereka berorientasi pada arah yang sama. Mereka terletak hampir sejajar satu sama lain. Ini menjelaskan kekuatan material.

Meskipun polietilen dengan berat molekul tinggi membentuk rantai panjang, ikatan antara molekul individu lemah. Angka ini urutan besarnya lebih rendah dari Kevlar, yang merupakan bahan yang tidak kalah tahan lama. Fitur ini membuat polimer tidak tahan panas - meleleh pada suhu 144 derajat Celcius.

Polietilen ini tidak mengandung ester, amina atau gugus hidroksil yang membuat bahan rentan terhadap lingkungan yang reaktif dan berat. Berkat ini, zat ini tidak terkena air, kelembaban, reagen agresif, mikroorganisme, dan sinar UV.

Metode daur ulang utama

Persyaratan yang dengannya polietilen dengan berat molekul tinggi harus diproduksi, mengandung GOST 16338-85. Menurut mereka, sintesis bahan dilakukan oleh aksi katalis metalosen pada monomer - etilen. Untuk produksi produk secara langsung, jenis pemrosesan utama berikut digunakan:

1. Gel berputar. Bahan bakudicampur dengan pelarut. Massa yang dihasilkan dipaksa melalui lubang ke dalam air. Filamen yang dihasilkan dibakar dalam kiln sambil menariknya keluar dan menghilangkan pelarutnya.
2. Pengepresan dan sintering panas. Massa tepung dikompresi dengan kekuatan besar, sehingga memperoleh bahan yang homogen. Kemudian dilakukan perlakuan panas - sintering pada suhu 150-200 derajat.
3. Ekstrusi pendorong. Bahan mentah dilebur menjadi massa homogen seperti karet, lalu diperas melalui nozel khusus.

Pemintalan gel adalah yang paling umum. Bagaimanapun, dengan cara inilah serat polietilen bermolekul tinggi dengan kekuatan besar diperoleh.

Penggunaan militer

Serat, untuk produksi yang menggunakan polimer berbobot molekul tinggi, banyak digunakan untuk membuat alat pelindung diri, khususnya rompi antipeluru. Karena sifat benang seperti gravitasi spesifik rendah dan kekuatan luluh tinggi (rasio indikator ini 7-8 kali lebih tinggi dari baja), baju besinya ringan dan tahan terhadap peluru, pecahan peluru, dan elemen perusak lainnya.

Pelindung tubuh terbuat dari lembaran yang diperoleh dengan menerapkan serat di atas satu sama lain pada sudut yang berbeda. Berkat teknologi ini, kain multiaksial muncul - jenis khusus kain kaca yang tahan terhadap tekanan ke segala arah. Polietilen dengan berat molekul tinggi digunakan untuk melindungi batang tubuh, anggota badan. Propertikain multi-aksial memungkinkan kendaraan lapis baja dilindungi, serta penggunaan serat untuk membuat sarung tangan tahan potong.

Aplikasi medis

Dalam pengobatan, polietilen dengan berat molekul tinggi digunakan terutama untuk membuat implan untuk sendi pinggul dan tulang belakang, sendi lutut. Ini pertama kali digunakan untuk tujuan ini pada tahun 1962. Dan sejak itu mulai mendominasi.

Bahan yang banyak digunakan dan dimodifikasi - polimer mesh atau ikatan silang. Itu diperoleh dengan mengupas serat polietilen dengan berat molekul tinggi dengan gamma kuanta atau elektron, yang menjahit benang bersama-sama. Setelah itu, terkena panas, yang mengurangi kemampuan redoksnya.

Serat berdasarkan bahan baku ini juga digunakan untuk menjahit. Pemimpin dalam produksi produk ini adalah DSM, yang memasok pasar medis dengan benang jahit yang disebut Dyneema Purity.

Penggunaan industri

Lembaran polietilen dengan berat molekul tinggi, yang dipasok ke pasar manufaktur dalam bentuk lembaran datar setebal 2 cm, telah menemukan aplikasi terbesar di industri Jendela plastik kelas prestisius, panel PVC, dan profil PVC dengan berbagai konfigurasi dibuat atas dasar itu.

Dalam teknik mesin untuk produksi cincin penyegel, bantalan, pembuatan suku cadang yang beroperasi di lingkungan hidraulik atau oli, danjuga dalam instalasi pneumatik dengan tekanan operasi tinggi, polietilen 1000 dengan berat molekul tinggi paling sering digunakan - salah satu jenis utama polimer.