Kaj je vlakno UHMWPE?
Polietilenska vlakna z izjemno visoko molekulsko maso se imenujejo UHMWPE vlakna, znana tudi kot PE vlakna visoke trdnosti. Njegova molekulska masa se giblje med 1,5 milijona in 8 milijoni, kar je več desetkrat večja od navadnih vlaken, kar je tudi izvor njegovega imena.
Vlakna UHMWPE so danes ena od treh glavnih visokotehnoloških vlaken na svetu in so tudi najtrpejša vlakna na svetu. Njegova moč je 15-krat večja od jekla in 2-krat večja od ogljikovih vlaken in Fang 1414. Trenutno je glavni material za izdelavo neprebojnih jopičev.
Vlakna UHMWPE imajo neprimerljive prednosti glede zmogljivosti. Trenutno ne obstaja čisti polimerni material s toliko odličnimi lastnostmi, ki bi imel sloves "kralja plastike".
Vlakna UHMWPE so lahka, z gostoto samo 0,97 glem' in imajo močno kemično inertnost. Raztopine močnih kislin in alkalij ter organska topila ne vplivajo na njegovo trdnost. Poleg tega ima odlično odpornost na vremenske vplive in UV odpornost. Po 1500 urah sončne svetlobe je stopnja zadrževanja trdnosti vlaken še vedno kar 80 odstotkov. Še vedno ima duktilnost pri temperaturi tekočega amoniaka (-269 stopinj) in lahko ohrani odlično udarno trdnost v tekočem dušiku (-196 stopinj), ki ji ni para druga plastika. Poleg tega ima vlakno UHMWPE med obstoječimi visoko zmogljivimi vlakni najmočnejšo odpornost proti obrabi, upogibno odpornost in odpornost proti napetosti ter ima izjemno odpornost proti udarcem in rezalno žilavost. Vlakno UHMWPE, ki obsega le četrtino debeline lasu, je mogoče skoraj neprekinjeno rezati s škarjami. V primerjavi z drugo inženirsko plastiko ima predvsem pomanjkljivosti, kot so nizka toplotna odpornost, togost in trdota, vendar jo je mogoče izboljšati z metodami, kot sta "polnjenje" in "zamreženje".
Osnovna teorija o polietilenskih vlaknih z ultra visoko molekulsko maso je bila predstavljena že v tridesetih letih prejšnjega stoletja. Vendar pa je predenje z gelom in plastificiranje tisto, ki je resnično naredilo velik preboj v tehnologiji. V sedemdesetih letih prejšnjega stoletja je Univerza v Leedsu prvič uspešno razvila polietilenska vlakna z visoko molekulsko maso z molekulsko maso 100,000. Leta 1975 je nizozemski DSM izumil metodo gelskega predenja z uporabo dekahidrotea kot topila, uspešno pripravil UHMWPE vlakna in leta 1979 zaprosil za patent. Po desetih letih trdih raziskav je bilo potrjeno, da je metoda gelskega predenja učinkovita metoda za proizvodnjo polietilenskih vlaken visoke trdnosti, ki ima industrijske perspektive, surovine pa je enostavno dobiti in proizvodni stroški so nizki. Vlakna UHMWPE so takoj pritegnila pozornost svetovnih industrijskih velesil.
Zaradi številnih odličnih lastnosti UHMWPE vlaken je pokazalo velike prednosti na trgu visoko zmogljivih vlaken, vključno od priveznih vrvi na naftnih poljih na morju do visoko zmogljivih lahkih kompozitnih materialov. Oprema in druga področja igrajo ključno vlogo, zlasti na vojaškem področju.
V letalskem in vesoljskem inženirstvu je zaradi majhne teže, visoke trdnosti in dobre odpornosti na udarce kompozitnih materialov iz vlaken UHMWPE primeren za strukture konic kril različnih letal, strukture vesoljskih plovil, letal z bojami, padal za pojemke itd. Na civilnem področju so vrvi, kabli, jadra in ribiška oprema iz UHMWPE vlaken so primerni za pomorski inženiring. Pretržna dolžina pod lastno težo je 8-krat večja od jeklenih vrvi in 2-krat večja od aramidnih vlaken. V industrijskih aplikacijah se vlakna UHMWPE in njihovi kompoziti lahko uporabljajo kot tlačne posode, tekoči trakovi, filtrirni materiali, avtomobilske odbojne plošče itd. izdelani so bili ultra lahki letalski deli, njegova zmogljivost pa je boljša od tradicionalnih materialov. V medicini se uporablja v kliničnih aplikacijah na področju materialov za zobne vložke, medicinskih vsadkov in plastičnih šivov.
