خواص عالی فیبر UHMWPE

الیاف UHMWPE خواص بسیار خوبی مانند خواص مکانیکی عالی، مقاومت در برابر ضربه عالی، مقاومت در برابر سایش عالی، مقاومت در برابر خوردگی شیمیایی، مقاومت در برابر نور عالی و غیره دارد.

۱. خواص مکانیکی عالی فیبر UHMWPE.

الیاف UHMWPE خواص مکانیکی بسیار خوبی دارد. تحت چگالی خطی یکسان، استحکام کششی الیاف UHMWPE 15 برابر طناب سیمی فولادی است. این الیاف 40٪ بیشتر از الیاف آرامید است که آن هم یکی از سه الیاف پیشرفته در جهان است و 10 برابر بیشتر از الیاف فولادی با کیفیت بالا و الیاف شیمیایی معمولی است. در مقایسه با فولاد، شیشه E، نایلون، پلی آمین، الیاف کربن و الیاف بور، استحکام و مدول آن از این الیاف بیشتر است و استحکام آن در بین مواد با کیفیت یکسان، بالاترین است.

2. مقاومت عالی در برابر ضربه فیبر UHMWPE

الیاف پلی‌اتیلن با وزن مولکولی بسیار بالا مقاومت ضربه‌ای بسیار خوبی دارند. توانایی آن در جذب انرژی و مقاومت در برابر ضربه در حین تغییر شکل و قالب‌گیری، بیشتر از الیاف آرامید و الیاف کربن است که آنها نیز "سه الیاف با فناوری پیشرفته در جهان" هستند. در مقایسه با پلی‌آمید، آرامید، الیاف شیشه E، الیاف کربن و الیاف آرامید، الیاف UHMWPE جذب انرژی کل بالاتری نسبت به ضربه دارند.

3. مقاومت عالی در برابر سایش الیاف UHMWPE

به طور کلی، هرچه مدول ماده بیشتر باشد، مقاومت سایشی آن کمتر است، اما برای الیاف UHMWPE، عکس این قضیه صادق است. از آنجا که الیاف UHMWPE ضریب اصطکاک کمتری دارند، هرچه مدول بیشتر باشد، مقاومت سایشی آن بیشتر است. با مقایسه ضریب اصطکاک الیاف UHMWPE با الیاف کربن و الیاف آرامید، مقاومت سایشی و خستگی خمشی الیاف UHMWPE بسیار بیشتر از الیاف کربن و الیاف آرامید است. بنابراین مقاومت سایشی آن از سایر الیاف با کارایی بالا بهتر است. به دلیل مقاومت سایشی و مقاومت خمشی عالی، عملکرد پردازشی آن نیز برتر است و به راحتی می‌توان آن را به سایر مواد و پارچه‌های کامپوزیتی تبدیل کرد.

۴. مقاومت در برابر خوردگی شیمیایی الیاف UHMWPE

ساختار شیمیایی الیاف UHMWPE نسبتاً ساده است و خواص شیمیایی آن نسبتاً پایدار است. علاوه بر این، دارای جهت‌گیری ساختار بسیار بلوری است که باعث می‌شود در برابر حمله ژن‌های فعال در اسیدهای قوی و بازهای قوی کمتر آسیب‌پذیر باشد و می‌تواند خواص و ساختار شیمیایی اصلی خود را حفظ کند. بنابراین، اکثر مواد شیمیایی به راحتی آن را نمی‌خورند. تنها چند محلول آلی می‌توانند آن را کمی متورم کنند و از دست دادن خواص مکانیکی آن کمتر از 10٪ است. حفظ استحکام الیاف UHMWPE و الیاف آرامید در محیط‌های شیمیایی مختلف مقایسه شد. مقاومت در برابر خوردگی الیاف UHMWPE به وضوح بالاتر از الیاف آرامید است. به ویژه در اسید، قلیا و نمک پایدار است و استحکام آن فقط در محلول هیپوکلریت سدیم از بین می‌رود.

5. مقاومت نوری عالی فیبر UHMWPE

از آنجا که ساختار شیمیایی الیاف UHMWPE پایدار است، مقاومت نوری آن نیز در بین الیاف با تکنولوژی بالا بهترین است. الیاف آرامید در برابر اشعه ماوراء بنفش مقاوم نیست و فقط در شرایط اجتناب از نور مستقیم خورشید قابل استفاده است. در مقایسه الیاف UHMWPE با نایلون، آرامید با مدول بالا و مدول پایین، حفظ استحکام الیاف UHMWPE به طور قابل توجهی بالاتر از سایر الیاف است.

6. سایر خواص فیبر UHMWPE

الیاف UHMWPE همچنین دارای خاصیت آبگریزی خوب، مقاومت در برابر آب و رطوبت، عایق الکتریکی و عمر طولانی و پر پیچ و خم است. این تنها الیاف با تکنولوژی بالا است که می‌تواند روی آب شناور بماند و همچنین یک ماده ایده‌آل برای دمای پایین است.

اما معایبی هم دارد، از جمله نقطه ذوب پایین. در طول پردازش، دما نباید از ۱۳۰ درجه سانتیگراد تجاوز کند، در غیر این صورت، پدیده خزش رخ می‌دهد و به دلیل نیروی ضعیف بین زنجیره‌های مولکولی الیاف UHMWPE، عمر مفید آن کوتاه می‌شود. هیچ گروه رنگی روی الیاف UHMWPE وجود ندارد که باعث می‌شود قابلیت ترشوندگی آن ضعیف باشد. نفوذ رنگ به داخل الیاف دشوار است و در نتیجه عملکرد رنگرزی ضعیفی دارد. این کاستی‌ها بر دامنه کاربرد آن تأثیر می‌گذارند.