Polietileno de alto peso molecular: descripción, propiedades, aplicaciones

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificación: 2023-12-17 10:24

Cada día se introducen en el ámbito de la actividad humana nuevos materiales obtenidos por medios artificiales. Uno de ellos es el polietileno de alto peso molecular, que se ha convertido en un producto comercial desde la década de 1950, pero recién ahora está ganando verdadera popularidad.

Descripción

El polietileno de alto peso molecular es un tipo de etileno polimerizado termoplástico. Su principal característica son las cadenas moleculares muy largas. Se perciben mejor y transmiten cargas, "compensandolas" con interacciones intermoleculares.

La apariencia del material no es diferente de otros tipos de plástico. Es inodoro, insípido, no tóxico. Se le puede dar cualquier color mediante la introducción de colores. Al mismo tiempo, posee un conjunto de propiedades que lo diferencian de otros polímeros.

El polietileno de alto peso molecular es un material resistente con gran resistencia al impacto. Él es capaz de soportartensiones significativas. No absorbe la humedad, por lo que no interactúa con la piel humana y se siente resbaladizo. Además, tiene una alta resistencia a la abrasión (más que el acero) y un bajo coeficiente de fricción.

Propiedades del polietileno de alto peso molecular

Como ya se ha señalado, la principal característica de este polímero de alto peso molecular son las largas cadenas moleculares. Además, están orientados en la misma dirección. Están ubicados casi paralelos entre sí. Esto explica la resistencia del material.

A pesar de que el polietileno de alto peso molecular forma largas cadenas, el enlace entre las moléculas individuales es débil. Esta cifra es un orden de magnitud inferior a la del Kevlar, que no es un material menos duradero. Esta característica hace que el polímero no sea resistente al calor: se funde a una temperatura de 144 grados centígrados.

Este polietileno no contiene ésteres, aminas ni grupos hidroxilo que hagan que los materiales sean susceptibles a ambientes reactivos y pesados. Gracias a esto, la sustancia no está sujeta al agua, la humedad, los reactivos agresivos, los microorganismos y los rayos UV.

Principales métodos de reciclaje

Los requisitos según los cuales se debe producir polietileno de alto peso molecular, contiene GOST 16338-85. Según ellos, la síntesis del material se lleva a cabo por la acción de catalizadores de metaloceno sobre el monómero - etileno. Para la producción de productos directamente, se utilizan los siguientes tipos principales de procesamiento:

1. Girado en gel. Materia primamezclado con solvente. La masa resultante es forzada a través de los agujeros hacia el agua. Los filamentos resultantes se cuecen en hornos mientras se extraen y se elimina el disolvente.
2. Prensado en caliente y sinterizado. La masa pulverulenta se comprime con gran fuerza, obteniendo así un material homogéneo. Luego se somete a un tratamiento térmico - sinterización a una temperatura de 150-200 grados.
3. Extrusión de émbolo. La materia prima se funde hasta obtener una masa homogénea similar al caucho y luego se exprime a través de boquillas especiales.

El hilado en gel es el más extendido. Al fin y al cabo, de esta forma se obtienen fibras de polietileno de alto peso molecular y gran resistencia.

Uso militar

Las fibras, para cuya producción se utiliza un polímero de alto peso molecular, se utilizan ampliamente para crear equipos de protección personal, en particular, chalecos antibalas. Debido a propiedades de los hilos como baja gravedad específica y alto límite elástico (la proporción de estos indicadores es 7-8 veces mayor que la del acero), la armadura es liviana y resistente a balas, metralla y otros elementos dañinos.

El chaleco antibalas está hecho de láminas que se obtienen aplicando fibras una encima de otra en diferentes ángulos. Gracias a esta tecnología, aparecen los tejidos multiaxiales, un tipo especial de tejidos vítreos que soportan tensiones en cualquier dirección. El polietileno de alto peso molecular se utiliza para proteger el torso y las extremidades. Propiedadeslos tejidos multiaxiales permiten proteger los vehículos blindados, así como el uso de fibras para crear guantes resistentes a los cortes.

Aplicaciones médicas

En medicina, el polietileno de alto peso molecular se usa principalmente para crear implantes para la articulación de la cadera, la columna vertebral y las articulaciones de la rodilla. Fue utilizado por primera vez para este propósito en 1962. Y desde entonces empezó a dominar.

Material ampliamente utilizado y modificado: malla o polímero reticulado. Se obtiene descascarando las fibras de polietileno de alto peso molecular con gamma quanta o electrones, que cosen los hilos. Después de eso, se expone al calor, lo que reduce su capacidad redox.

Las fibras a base de esta materia prima también se utilizan para la sutura. El líder en la producción de estos productos es DSM, que suministra al mercado médico hilos de sutura llamados Dyneema Purity.

Uso industrial

La lámina de polietileno de alto peso molecular, que se suministra al mercado manufacturero en palanquillas planas de 2 cm de espesor, ha encontrado la mayor aplicación en la industria Ventanas de plástico de clase prestigiosa, paneles de PVC y perfiles de PVC de varias configuraciones se hacen sobre su base.

En ingeniería mecánica para la producción de anillos de sellado, cojinetes, la creación de piezas que funcionan en un entorno hidráulico o de aceite, ytambién en instalaciones neumáticas con alta presión de operación, el polietileno 1000 de alto peso molecular es el más utilizado, uno de los principales tipos de polímero.