Полиэтилен СВМПЭ в Минске

Полиэтилен СВМПЭ: сверхвысокомолекулярный полиэтилен для экстремальных условий эксплуатации

Полиэтилен СВМПЭ (сверхвысокомолекулярный полиэтилен, UHMWPE) — конструкционный термопласт с молекулярной массой от 3 до 9 млн а.е.м., что на порядок превышает показатель стандартного ПЭНД. Структура материала обеспечивает уникальное сочетание износостойкости, ударной вязкости и низкого коэффициента трения, недостижимое для других марок полиолефинов.

Технические характеристики и физико-механические свойства

Ключевое отличие СВМПЭ от ПЭНД и ПЭВП — длина макромолекулярных цепей, формирующих плотно переплетённую аморфно-кристаллическую сетку. Это определяет следующие параметры:

• молекулярная масса — 3 000 000–9 000 000 г/моль;
• плотность — 0,930–0,945 г/см;
• предел прочности при разрыве — 20–40 МПа;
• относительное удлинение при разрыве — 200–450 %;
• ударная вязкость по Изоду (с надрезом) — 80–200 кДж/м;
• коэффициент трения по стали — 0,07–0,15.

Материал сохраняет работоспособность в диапазоне от –200 C до +80 C. При криогенных температурах ударная вязкость не снижается до хрупкого разрушения, что позволяет применять его в узлах оборудования СПГ-терминалов и криогенных насосных агрегатах.

Химическая стойкость и эксплуатационные среды

СВМПЭ инертен к большинству агрессивных сред. Устойчив к воздействию концентрированных щелочей, растворов кислот (кроме сильных окислителей), органических растворителей, масел, гидравлических жидкостей. Не набухает в воде и водных растворах солей. Разрушается под действием концентрированной азотной кислоты и галогенсодержащих окислителей при повышенных температурах.

Гидрофобность поверхности и отсутствие питательной среды для микроорганизмов делают СВМПЭ пригодным для пищевого машиностроения и медицинского оборудования.

Типовые области применения

• футеровка бункеров, течек, циклонов и пересыпных лотков горно-обогатительных комбинатов;
• направляющие скольжения, вкладыши и ролики цепных конвейеров в металлургии;
• седла и уплотнительные элементы запорной арматуры нефтегазовой отрасли;
• подшипники скольжения и шестерни насосного оборудования;
• накладки на рабочие органы сельхозтехники (отвалы, лемехи, диски сеялок);
• элементы эндопротезов и имплантатов в травматологии и ортопедии.

Технологии переработки

Высокая вязкость расплава (показатель текучести практически нулевой) исключает переработку методами экструзии и литья под давлением. Основные технологии:

• прессование при давлении 5–15 МПа и температуре 180–220 C с последующим спеканием;
• горячее изостатическое прессование для получения монолитных заготовок большого сечения;
• плунжерная экструзия для производства стержней и профилей;
• механическая обработка (точение, фрезерование) для получения деталей сложной геометрии.

Сравнение марок СВМПЭ

Модификации и композиты

Для повышения отдельных характеристик в СВМПЭ вводят армирующие и антифрикционные добавки:

• углеродное волокно — увеличение модуля упругости и теплостойкости;
• дисульфид молибдена — снижение коэффициента трения до 0,05–0,08;
• стекловолокно — повышение твёрдости и сопротивления абразивному износу;
• гидроксиапатит — биосовместимые композиты для эндопротезирования.

Вопросы и ответы