ما هي ألياف UHMWPE؟

ألياف UHMWPE (خيوط البولي إيثيلين ذات الوزن الجزيئي العالي جدًا) أقوى 15 مرة من الفولاذ وأقوى بنسبة 40% من الأراميد عند الوزن على أساس الوزن. وهو أقوى خيوط اليوم لصنع القفازات المقاومة للقطع، والحبال عالية القوة، والأقمشة المضادة للرصاص. مثابرته عند التكسير حتى 45cN/dtex وله أداء جيد في مقاومة الأشعة فوق البنفسجية، ومضادات المواد الكيميائية، ومضادة للقطع.

إدخال خيوط البولي إيثيلين عالية الوزن الجزيئي

البولي إيثيلين عالي الوزن الجزيئي (ألياف UHMWPE) هو مجموعة فرعية من البولي إيثيلين الحراري. يُعرف أيضًا باسم البولي إيثيلين عالي المعامل (خيوط HMPE)، وله سلاسل طويلة للغاية، مع كتلة جزيئية تتراوح عادةً بين 3.5 و7.5 مليون سنويًا. تعمل السلسلة الأطول على نقل الحمل بشكل أكثر فعالية إلى العمود الفقري للبوليمر من خلال تعزيز التفاعلات بين الجزيئات. وينتج عن ذلك مادة شديدة الصلابة، تتمتع بأعلى قوة تأثير مقارنة بأي مادة بلاستيكية حرارية مصنوعة حاليًا.

ألياف UHMWPE عديمة الرائحة ولا طعم لها وغير سامة. إنه يجسد جميع خصائص البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE) مع السمات الإضافية لمقاومة الأحماض والقلويات المركزة ، بالإضافة إلى العديد من المذيبات العضوية. إنه شديد المقاومة للمواد الكيميائية المسببة للتآكل باستثناء الأحماض المؤكسدة ؛ لديه امتصاص رطوبة منخفض للغاية ومعامل احتكاك منخفض للغاية ؛ تشحيم ذاتي (انظر تزييت الحدود) ؛ وهو شديد المقاومة للتآكل ، في بعض الأشكال يكون أكثر مقاومة للتآكل بمقدار 15 مرة من الفولاذ الكربوني. معامل الاحتكاك الخاص به أقل بكثير من معامل الاحتكاك الخاص بالنايلون والأسيتال ويمكن مقارنته بمعامل متعدد رباعي فلورو الإيثيلين (PTFE ، Teflon) ، لكن ألياف UHMWPE تتمتع بمقاومة تآكل أفضل من PTFE.

خيوط UHMWPE هي أيضًا واحدة من ثلاثة ألياف رئيسية عالية التقنية (على وجه التحديد ألياف الكربون والأراميد وألياف UHMWPE) ، بالإضافة إلى أنها ألياف بولي إيثيلين فائقة القوة توفر أقصى قوة مقترنة بأقل وزن. إنه أقوى بما يصل إلى 15 مرات من الفولاذ عالي الجودة وأقوى بنسبة تصل إلى 40٪ من ألياف الأراميد ، سواء من حيث الوزن أو الوزن. يطفو خيط UHMWPE على الماء وهو شديد التحمل ومقاوم للرطوبة والأشعة فوق البنفسجية والمواد الكيميائية. وبالتالي فإن التطبيقات غير محدودة إلى حد ما.

مميزات ألياف/خيوط UHMWPE

الخصائص الرئيسية للألياف UHMWPE

• قوة: ألياف UHMWPE قوية بشكل لا يصدق ولها قوة شد عالية، مما يجعلها واحدة من أقوى الألياف المتاحة. غالبًا ما يتم استخدامها في التطبيقات التي تتطلب مواد عالية القوة.
• وزن خفيف: على الرغم من قوتها، فإن ألياف UHMWPE خفيفة الوزن للغاية. وهذا يجعلها مناسبة للاستخدام في المنتجات خفيفة الوزن وعالية الأداء.
• مقاومة كيميائية: UHMWPE مقاوم للعديد من المواد الكيميائية والمذيبات، مما يجعله مناسبًا للاستخدام في البيئات القاسية.
• الاحتكاك المنخفض: يتميز UHMWPE بمعامل احتكاك منخفض، مما يعني أنه يتمتع بخصائص انزلاق وتآكل ممتازة. وهذا يجعلها مفيدة في التطبيقات التي تتضمن أجزاء متحركة.
• مقاومة التآكل: تتميز ألياف UHMWPE بمقاومة عالية للتآكل، مما يجعلها مناسبة للاستخدام في معدات الحماية والمعدات التي قد تتعرض للتآكل.
• امتصاص منخفض للرطوبة: تتميز ألياف UHMWPE بخصائص امتصاص منخفضة للرطوبة، مما يساعدها على الحفاظ على خصائص أدائها حتى في الظروف الرطبة.
• قطع المقاومة: نظرًا لقوتها وصلابتها العالية، غالبًا ما تُستخدم ألياف UHMWPE في القفازات المقاومة للقطع والملابس الواقية للتطبيقات الصناعية والعسكرية.
• الحماية البالستية: تُستخدم ألياف UHMWPE بشكل شائع في إنتاج المواد المقاومة للصواريخ الباليستية مثل الدروع الواقية للبدن والخوذات. نسبة قوتها إلى وزنها العالية تجعلها مثالية للحماية من الرصاص والمقذوفات الأخرى.
• الحبال والكابلات: تُستخدم ألياف UHMWPE في صناعة الحبال والكابلات لتطبيقات مثل الإبحار وتسلق الجبال والرفع نظرًا لقوتها العالية وخصائص التمدد المنخفضة.
• يزرع الطبية: في المجال الطبي، يتم استخدام UHMWPE في صناعة غرسات العظام مثل استبدال مفصل الورك والركبة بسبب توافقه الحيوي ومقاومته للتآكل.
• بشكل عام، تتميز ألياف UHMWPE بأنها متعددة الاستخدامات وتوجد تطبيقات في مختلف الصناعات التي تتطلب مواد خفيفة الوزن وعالية القوة ومتينة.

تطبيقات ألياف UHMWPE / غزل البولي إيثيلين عالي الوزن الجزيئي

استنادًا إلى الخصائص المفيدة لخيوط UHMWPE، فقد أصبحت الآن واحدة من المواد عالية التقنية التي تم تطويرها بسرعة في السنوات الأخيرة وتم تطبيقها على نطاق واسع في مجالات مثل حماية السلامة، والطيران، ورحلات الفضاء، والملاحة، والإلكترونيات، والأسلحة، وبناء السفن، ومواد البناء، والرياضة، العلاج الطبي وما إلى ذلك. تشمل المنتجات المصنوعة من الألياف السترات الواقية من الرصاص، والخوذات الباليستية، والمركبات المالية، والدروع الباليستية، والدبابات، وألواح حماية الدروع البحرية، ومعدات المظلات، وحبال الملاحة البحرية، وحبل تسلق الجبال، وشبكة الصيد والمداس، والقارب، والعربة والسهم، وبات ، التزلج، التمزق والرباط من صنع الإنسان، غطاء حماية السلامة، الوعاء المضاد للصدمات وما إلى ذلك.

• الحماية البالستية: تُستخدم ألياف UHMWPE على نطاق واسع في إنتاج المواد المقاومة للصواريخ الباليستية، مثل السترات الواقية من الرصاص والخوذات ودروع المركبات. قوتها العالية ووزنها المنخفض يجعلها مثالية لتوفير الحماية ضد الرصاص والمقذوفات.
• قفازات مقاومة للقطع والملابس: تُستخدم ألياف UHMWPE في صناعة القفازات والمآزر والملابس للعمال الصناعيين الذين يحتاجون إلى الحماية ضد الأشياء الحادة ومخاطر القطع. إنها توفر مقاومة ممتازة للقطع بينما تظل خفيفة الوزن ومرنة.
• الحبال والكابلات: يتم استخدام ألياف UHMWPE في تصنيع الحبال والكابلات المستخدمة في تطبيقات مثل الإبحار وتسلق الجبال وصيد الأسماك والقطر. توفر هذه الألياف قوة عالية، وتمددًا منخفضًا، ومقاومة للتآكل، مما يجعلها مناسبة للأنشطة الخارجية الصعبة.
• خطوط الصيد: تُستخدم ألياف UHMWPE بشكل شائع في إنتاج خطوط الصيد نظرًا لقوتها العالية وانخفاض رؤيتها في الماء. إنها توفر للصيادين القدرة على استخدام الخطوط الرفيعة ذات قوة شد استثنائية.
• التطبيقات البحرية والبحرية: تُستخدم حبال وكابلات UHMWPE في الصناعات البحرية والبحرية لعمليات الإرساء والقطر والرفع. إنها مقاومة للتآكل في المياه المالحة ولها عمر أطول مقارنة بالحبال التقليدية.
• فضاء: يتم استخدام ألياف UHMWPE في صناعة الطيران لتطبيقات مثل حبال المظلات وخطوط التعليق نظرًا لقوتها العالية وخصائصها خفيفة الوزن.
• يزرع الطبية: يتم استخدام UHMWPE لتصنيع غرسات العظام مثل استبدال مفصل الورك والركبة. إن توافقها الحيوي ومعدل التآكل المنخفض والمتانة يجعلها مادة مناسبة لاستبدال المفاصل.
• ادوات رياضية: يتم استخدام UHMWPE في المعدات الرياضية مثل أوتار التنس وقواعد ألواح التزلج على الجليد وشفرات تزلج الهوكي نظرًا لقوتها ومرونتها ومقاومتها للصدمات.
• قطع غيار السيارات: يمكن استخدام UHMWPE في تطبيقات السيارات، بما في ذلك التروس والمكونات في نظام النقل، بسبب مقاومته للتآكل وخصائص الاحتكاك المنخفضة.
• تطبيقات صناعية: يمكن العثور على UHMWPE في مكونات المعدات الصناعية المختلفة، بما في ذلك سيور النقل، والمحامل، والأختام، والبكرات بسبب احتكاكها المنخفض، ومقاومتها العالية للتآكل، ومقاومتها للمواد الكيميائية.
• الكهربائية والإلكترونية: يتم استخدام UHMWPE كمادة عازلة في الصناعة الكهربائية والإلكترونية نظرًا لخصائصها العازلة ومقاومتها للرطوبة.
• الدفاع وإنفاذ القانون: بالإضافة إلى الحماية الباليستية، تُستخدم ألياف UHMWPE في العديد من تطبيقات الدفاع وتطبيق القانون، بما في ذلك الدروع خفيفة الوزن للمركبات والدروع والمعدات.
• التعدين والبناء: تُستخدم مواد UHMWPE في التعدين والبناء للمكونات المقاومة للتآكل مثل المزالق والبطانات وأنظمة النقل.
• توضح هذه التطبيقات تنوع ألياف UHMWPE وقدرتها على تلبية المتطلبات الصعبة للصناعات التي تعتبر القوة العالية والمتانة والوزن المنخفض ضرورية.

روابط مرجعية لألياف UHMWPE / خيوط البولي إيثيلين عالية الوزن الجزيئي

أنواع ألياف UHMWPE

بولي إيثيلين عالي الوزن الجزيئي - ويكيبيديا

سبكترا فايبر - هانيويل

داينيما فايبر - DSM