Высокомолекулярный полиэтилен: прочнее стали, легче воды

09/102017
Высокомолекулярный полиэтилен: прочнее стали, легче воды

Сегодня высокомолекулярный полиэтилен получает всё большее распространение, потому стоит рассмотреть его свойства и особенности. От количества и структуры мономеров, находящихся в полимерной макромолекуле полиэтилена, зависит прочность, долговечность и прочие эксплуатационные характеристики материала. Эволюция полиэтилена шла путем наращивания молекулярной массы и уровня кристалличности:


  • Первым был изобретен полиэтилен низкого давления, который имел относительно низкую молекулярную массу и степень кристалличности около 50% – 60%.
  • Далее технология была усовершенствована, появились катализаторы Циглера-Натты, которые позволили увеличить массу, повысить плотность и добиться кристалличности до 80%.
  • Вершиной эволюции на данный момент можно считать полимер марок ПЭ-1000 либо PE-UHMW, который имеет максимальную массу молекул и впечатляющие 93 – 95% кристалличности. За счет такой высокой степени кристаллизации материал приобретает целый ряд уникальных свойств, о которых мы и расскажем в данной статье. 

Основные свойства высокомолекулярного полиэтилена

Материал на данный момент считается новинкой и относительно молод по сравнению с распространенными марками ПВД и ПНД, однако уже за несколько лет активного внедрения он завоевал немалую долю рынка благодаря таким свойствам:

  • Самый низкий коэффициент поверхностного трения среди всех известных на сегодняшний день термопластов. Это позволяет применять материал для изготовления деталей с повышенной механической нагрузкой и высокими требованиями к долговечности. Сфера применения высокомолекулярного полиэтилена крайне широка: от изготовления эндопротезов суставов до производства различных деталей промышленного оборудования. 
  • Высокая ударная прочность и ударная вязкость. Эти свойства позволили материалу стать альтернативой металлам при изготовлении бронепластин для военной техники. Имея в несколько раз меньшую массу, материал дает аналогичный уровень защиты. 
  • «Самосмазывающий» эффект. Полимер идеально подходит для защитного покрытия различных механических деталей, которые подвергаются воздействию трения в процессе эксплуатации. К примеру, покрытые PE-UHMW шестерни могут работать вообще без дополнительной смазки. 
  • Практически полное отсутствие эффекта растрескивания в широком температурном диапазоне. Материал пригоден к эксплуатации при крайне низких температурах (до -250 °С), при этом верхний температурный предел составляет 80 °С с допустимыми кратковременными пиками до 130 °С. 
  • Отличные изоляционные свойства. Материал применяется как изолятор агрессивных сред, воды, звука, тепла, - для любых волн и веществ проникновение через данный вид полиэтилена крайне затруднено. 

Изготавливается данный полимер всего несколькими российскими поставщиками и на отечественном рынке относительно нов. Однако из года в год производственные мощности по его изготовлению наращиваются, так как спрос на него достаточно высок.