ما هي ألياف UHMWPE؟
يشار إلى ألياف البولي إيثيلين عالية الوزن الجزيئي بألياف UHMWPE ، والمعروفة أيضًا بألياف PE عالية القوة. يتراوح وزنها الجزيئي بين 1.5 مليون و 8 ملايين ، وهو ما يعادل عشرات المرات من الألياف العادية ، وهو أيضًا أصل اسمها.
تعتبر ألياف UHMWPE واحدة من ثلاثة ألياف عالية التقنية الرئيسية في العالم اليوم ، وهي أيضًا أقوى الألياف في العالم. قوتها هي 15 مرة من الفولاذ ، وأعلى بمرتين من ألياف الكربون و Fang 1414. وهي حاليًا المادة الرئيسية لصنع الدروع الواقية للبدن.
تتميز ألياف UHMWPE بمزايا أداء لا مثيل لها. في الوقت الحاضر ، لا توجد مادة بوليمر نقية تتمتع بالعديد من الخصائص الممتازة ، والتي تتمتع بسمعة "ملك البلاستيك".
ألياف UHMWPE خفيفة ، بكثافة 0. 97 glem '، ولها خمول كيميائي قوي. لا تؤثر المحاليل الحمضية والقلوية القوية والمذيبات العضوية على قوتها. علاوة على ذلك ، لديها مقاومة ممتازة لشيخوخة الطقس ومقاومة للأشعة فوق البنفسجية. بعد 1500 ساعة من ضوء الشمس ، لا يزال معدل الاحتفاظ بقوة الألياف مرتفعًا مثل 80 بالمائة. لا يزال لديه ليونة عند درجة حرارة الأمونيا السائلة (درجة -269) ، ويمكنه الحفاظ على قوة تأثير ممتازة في النيتروجين السائل (درجة -196) ، وهو ما لا مثيل له في أنواع البلاستيك الأخرى. بالإضافة إلى ذلك ، تتميز ألياف UHMWPE بأقوى مقاومة للتآكل ، ومقاومة الانحناء ، وأداء إجهاد التوتر بين الألياف عالية الأداء الحالية ، ومقاومة الصدمات المتميزة وصلابة مقاومة القطع. يمكن قص ألياف UHMWPE التي لا يزيد سمكها عن ربع سمك الشعرة بشكل مستمر تقريبًا باستخدام المقص. بالمقارنة مع اللدائن الهندسية الأخرى ، فإن لديها عيوبًا مثل مقاومة الحرارة المنخفضة والصلابة والصلابة ، ولكن يمكن تحسينها بطرق مثل "الملء" و "التشابك".
تم طرح النظرية الأساسية حول ألياف البولي إيثيلين عالية الوزن الجزيئي في وقت مبكر من الثلاثينيات. ومع ذلك ، فإن غزل الهلام وغزل اللدائن هو الذي حقق طفرة كبيرة في التكنولوجيا. في السبعينيات ، نجحت جامعة ليدز لأول مرة في تطوير ألياف بولي إيثيلين عالية الوزن الجزيئي بوزن جزيئي 100 ، 000. في عام 1975 ، اخترع DSM الهولندي طريقة الغزل الهلامي باستخدام decahydrotea كمذيب ، وحضر ألياف UHMWPE بنجاح ، وتقدم بطلب للحصول على براءة اختراع في عام 1979. بعد عشر سنوات من البحث الجاد ، تم التأكيد على أن طريقة الغزل الهلامي هي طريقة فعالة لتصنيع ألياف البولي إيثيلين عالية القوة ، والتي لها آفاق صناعية ، ومن السهل الحصول على موادها الخام وتكلفة إنتاجها منخفضة. جذبت ألياف UHMWPE على الفور انتباه القوى الصناعية في العالم.
نظرًا للخصائص العديدة الممتازة لألياف UHMWPE ، فقد أظهرت مزايا كبيرة في سوق الألياف عالية الأداء ، بما في ذلك من حبال الإرساء في حقول النفط البحرية إلى المواد المركبة خفيفة الوزن عالية الأداء. تلعب المعدات والمجالات الأخرى دورًا محوريًا ، خاصة في المجال العسكري.
في هندسة الطيران ، نظرًا للوزن الخفيف والقوة العالية ومقاومة الصدمات الجيدة للمواد المركبة من ألياف UHMWPE ، فهي مناسبة لهياكل قمة الجناح للطائرات المختلفة ، وهياكل المركبات الفضائية ، وطائرات العوامة ، ومظلات التباطؤ ، وما إلى ذلك في المجال المدني ، الحبال ، الكابلات والأشرعة ومعدات الصيد المصنوعة من ألياف UHMWPE مناسبة للهندسة البحرية. يبلغ طول الكسر تحت الوزن الساكن 8 أضعاف طول الحبال الفولاذية و 2 أضعاف طول ألياف الأراميد. في التطبيقات الصناعية ، يمكن استخدام ألياف UHMWPE ومركباتها كأوعية ضغط ، وأحزمة ناقلة ، ومواد تصفية ، وألواح عازلة للسيارات ، وما إلى ذلك. وقد تم تصنيع أجزاء طائرات خفيفة الوزن للغاية ، كما أن أدائها متفوق على المواد التقليدية. في الطب ، تم استخدامه في التطبيقات السريرية في مجالات مواد صينية الأسنان ، والغرسات الطبية والخيوط البلاستيكية.
