Сверхвысокомодульный полиэтилен

26/072017

Сверхвысокомодульный полиэтилен (СВМПЭ, иногда также просто ВМПЭ) – это особая разновидность полиэтилена низкого давления, который отличается значительным усложнением структуры макромолекулы. Его можно условно назвать «полимером полимеров», так как полимеризация этилена проходит в два этапа:

  • Сначала по традиционной ионно-координационной схеме проходит полимеризация этилена в условиях низкого давления и относительно низкой температуре (до 60 С).
  • После завершения этого этапа проходит полимеризация олигомерных групп в более длинные и сложные структуры по гетерогенному механизму. 

В результате получается материал, молекулы которого могут состоять из цепочек, содержащих до 400 тыс. фрагментов [-CH2-CH2-], то есть в несколько десятков, а то и сотен раз больше, чем у обычного ПНД. Важная особенность структуры СВМПЭ – наличие множества сверхмолекулярных образований аморфной, кристаллической, сферолитной и другой формы. В результате материал может эффективно распределять механические нагрузки, в разы превышающие допустимый уровень нагрузок для ПНД.

Основные свойства СВМПЭ

  • Модуль упругости до 2 Гпа, прочность на разрыв до 40 Мпа.
  • Сохранение характеристик прочности и упругости в диапазоне температур от -200С до +100С. 
  • Высокая стойкость к динамическим нагрузкам, многочисленным циклам сгибания-разгибания, а также к абразивным воздействиям. 
  • Высокие самосмазывающие свойства (не уступают фторопластам), низкий показатель трения скольжения. 
  • Устойчивость к высокоэнергетическим излучениям, радиопрозрачность. 
  • Химическая устойчивость к воздействию любых агрессивных сред и органических веществ.

Материал пригоден для формирования синтетического волокна, нити из которого имеют прочность до 300 МПа на разрыв и с модулем упругости до 250 ГПа, что в 1,5 раза превышает показатели арамидных нитей. 

Сфера применения СВМПЭ

Благодаря своим уникальным свойствам материал находит широкое применение во всех сферах, где требуется исключительно высокая выносливость, надежность и прочность. Наиболее распространенные векторы применения:

  • Изготовление волокон и тканей специального назначения: непотопляемые канаты и тросы, сети, защитные костюмы, перчатки, парашюты, парусина. Материал существенно превосходит по многим показателям кевлар. 
  • Электротехническое оборудование: изоляция, обтекатели антенн, детали для высокочастотных приборов. 
  • Машиностроение: полимер находит широкое применение для производства деталей с повышенным износом, вроде шестерней, втулок, уплотнителей. Обеспечивается продление их срока эксплуатации. 
  • Химическая промышленность: материал широко применяется для защитного покрытия (футеровки) резервуаров и емкостей, а также для изготовления трубопроводов, запорной арматуры и различных деталей, которые находятся в контакте с агрессивными рабочими средами. 
  • Добывающая промышленность: материал используется для защиты ковшей экскаваторов, а также для изготовления лент транспортеров и в других сферах. 
  • В медицине применяется в качестве материала для эндопротезов и имплантов, как шовный материал. 

Сфера применения СВМПЭ постоянно расширяется, так как уникальная комбинация свойств данного материала делает его универсальным инструментом повышения надежности, долговечности и стабильности многих технических узлов.