Cứng và bền, sợi UHMWPE (polyethylene có trọng lượng phân tử cực cao) có độ bền kéo cao nhất so với bất kỳ loại nhựa nhiệt dẻo nào. Bạn cũng có thể biết những loại sợi này bằng tên Spectra® và Dyneema®.
Sợi UHMWPE là sự lựa chọn tuyệt vời cho các ứng dụng có độ căng cao, độ ẩm cao và độ mài mòn cao. UHMWPE có nhiều ứng dụng từ y tế đến sản xuất, bao gồm:
Dụng cụ thể thao dành cho nhảy dù, trượt tuyết và câu cá
Thiết bị đạn đạo, như áo giáp
Dây thừng, dây thừng và hàng dệt công nghiệp hàng hải
Thiết bị và phụ tùng ngành ô tô
Công nghiệp chế biến thực phẩm và đồ uống
Thiết bị sản xuất và xử lý số lượng lớn
Các ngành công nghiệp như khai thác mỏ, khoáng sản, kỹ thuật dân dụng và di chuyển trái đất
Nhiều loại dây và dây
Có nhiều loại UHMWPE khác nhau, vì vậy điều quan trọng là phải chọn đúng nhà sản xuất và loại cho ứng dụng của bạn. Ví dụ: một trong các loại Honeywell cung cấp là loại Spectra® S-900 có mô đun khoảng 900 g/den với độ giãn dài khi đứt khoảng 3,6 phần trăm . Điều này tình cờ khác nhiều so với một trong những sản phẩm của DSM, Dyneema® loại SK-38, có mô đun khoảng 396 g/den với độ giãn dài khi đứt khoảng 6,5 phần trăm . Một số công ty cung cấp một số loại và kích cỡ khác nhau có sự khác biệt về tài sản.
Dưới đây là một số thuộc tính chính của UHMWPE cần xem xét khi chọn vật liệu cho ứng dụng của bạn.
khả năng chịu nhiệt
UHMWPE có khả năng chịu nhiệt thấp hơn nhiều loại sợi cường độ cao khác và nhiệt độ nóng chảy thấp hơn (297 độ đến 305 độ F) so với nhiều loại polyme thông thường. Tất cả các loại sẽ có cùng khả năng chịu nhiệt và điểm nóng chảy do bản chất của UHMWPE.
Ví dụ, UHMWPE là một lựa chọn tốt cho áo giáp đạn đạo được sử dụng trong công tác an ninh và cảnh sát, nhưng không phải là một lựa chọn tốt để sản xuất thiết bị cứu hỏa. Nhưng tất cả các loại UHMWPE sẽ có mức độ chịu nhiệt tương tự nhau.
Sức căng
Sợi UHMWPE bền hơn 40% so với sợi aramid. Chúng cũng có khả năng chống mài mòn cao, ngay cả khi chịu áp lực, và có khả năng chống mài mòn cao gấp 15 lần so với thép cacbon. Nếu độ bền và ngăn đứt gãy có tầm quan trọng đặc biệt, hãy đánh giá lựa chọn sợi của bạn để đảm bảo rằng nó đáp ứng các yêu cầu về độ bền kéo của bạn.
UHMWPE được biết đến với độ bền kéo cao - nhưng hãy luôn kiểm tra thông số kỹ thuật của sản phẩm để biết các đặc tính kéo chính xác. Điểm mạnh khác nhau tùy thuộc vào cấp độ và chính xác cách mỗi cấp độ được rút ra. Một vận động viên nhảy dù không muốn thiết bị của họ bị hỏng khi chịu áp lực cao và công ty của bạn chắc chắn sẽ không muốn tham gia vào việc tạo ra bất kỳ vật liệu bị lỗi nào có thể gây ra tai nạn.
Độ bền
Tùy thuộc vào loại, UHMWPE thường có khối lượng phân tử từ 3,5 đến 7,5 triệu amu, khá cao. UHMWPE cũng có khả năng chống cắt rất cao. Nó cũng có hệ số ma sát rất thấp, có thể so sánh với polytetrafluoroetylen (PTFE), nghĩa là nó rất phù hợp cho các mục đích sử dụng liên quan đến chuyển động và trượt. Một ví dụ phổ biến là thiết bị xử lý số lượng lớn, trải qua các chuyển động lặp đi lặp lại liên tục.
Điều quan trọng cần lưu ý là sợi cuối cùng có thể phát triển cái được gọi là rão dưới tải trọng căng liên tục. Khi xảy ra rão, sự kéo dài dần dần của các sợi này có thể tạo ra tuổi thọ hạn chế hơn. Giám sát điều này chặt chẽ trong điều kiện căng thẳng không ngừng.
Độ rão được đo bằng mô đun, hoặc khả năng chống biến dạng. Sợi UHMWPE có độ bền cao và mô đun cao theo hướng sợi. Bởi vì nó cũng có mật độ thấp, nên nó có độ bền cao trên cơ sở trọng lượng.
UHMWPE ít rão hơn các loại sợi khác như polyester. Nếu độ rão là mối quan tâm cao - có lẽ trong quá trình sản xuất dây cung hồi quy - thì loại UHMWPE có mô đun cao hơn có thể là loại phù hợp nhất. UHMWPE cũng có khả năng chống tia cực tím tốt hơn đáng kể so với sợi aramid và có xu hướng trở thành lựa chọn tốt hơn cho các ứng dụng ngoài trời.
Ví dụ: có loại Dyneema® SK 99 có mô đun 1801 g/den và cũng có loại DM 20 có mô đun 1088 g/dn. Cả hai vật liệu này đều được coi là mô đun cao, tuy nhiên tùy thuộc vào loại bạn chọn, loại này có thể cao hơn đáng kể so với loại khác. Sợi Spectra® cũng có các dịch vụ tương tự với phạm vi mô đun rộng.
Kháng hóa chất/nước
Nếu sợi UHMWPE tiếp xúc với hóa chất và dung môi, bạn nên biết rằng sợi này có khả năng kháng hóa chất mạnh - và điều đó bao gồm tất cả UHMWPE, bất kể cấp độ. Nó thường có khả năng chống lại hầu hết các chất kiềm, axit, dung môi hữu cơ, chất tẩy dầu mỡ và các cuộc tấn công điện phân.
UHMWPE có trọng lượng riêng thấp, có nghĩa là nó nổi trong nước. Nó cũng có khả năng chống thấm nước cao nên rất phù hợp để sử dụng trong sản xuất ngư cụ và các thiết bị thường xuyên tiếp xúc với điều kiện môi trường ẩm ướt.
Ví dụ, dây cáp và dây cáp của tàu thường được chế tạo bằng UHMWPE do lợi ích kép của khả năng chống nước cao và khả năng chống mài mòn cao của muối biển.
Không độc hại và an toàn
Khi được sản xuất đúng cách, tất cả các loại UHMWPE đều không mùi, không vị và không độc hại. Điều này mang lại sự an toàn cho công nhân sản xuất trong các hoạt động sản xuất, cộng với sự an toàn cho người dùng cuối của các sản phẩm được làm bằng UHMWPE.
Đó là một sự lựa chọn tuyệt vời cho việc sử dụng y tế. UHMWPE đã nổi tiếng được sử dụng trong thay thế toàn bộ khớp háng trong hơn bốn thập kỷ vì nó cung cấp bề mặt hốc khớp gần như không ma sát.
Loại nào là tốt nhất cho bạn?
Với tất cả các biến, loại và kích cỡ, có thể khó chọn UHMWPE phù hợp để đáp ứng các yêu cầu cụ thể. UHMWPE là một loại xơ bóng, đắt tiền, cực kỳ khó xử lý, vì vậy điều quan trọng là phải chọn một công ty đáng tin cậy để xử lý loại xơ đặc biệt này thành thành phẩm.
