วัสดุ Uhmwpe คืออะไร

ไฟเบอร์ UHMWPE คืออะไร?

การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการปั่นเจลที่ประสบความสำเร็จมากที่สุดคือการผลิตเส้นใยโพลีเอทิลีนที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงเป็นพิเศษ นับตั้งแต่การพัฒนาอุตสาหกรรมของผลิตภัณฑ์นี้ในช่วงปลายทศวรรษ 1980 ก็ได้รับความสนใจจากตลาดเนื่องจากคุณสมบัติทางกลที่ยอดเยี่ยม เทคโนโลยีได้รับการผลิตและปรับปรุงอย่างต่อเนื่องและมีความก้าวหน้าอย่างรวดเร็วและผลผลิตก็เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง

ผ้า UHMWPE

จากการวิจัยพบว่าเส้นใยโพลีเอทิลีนที่มีความแข็งแรงสูงมีโครงสร้างที่มีคุณภาพปมสูงและมีการปฐมนิเทศสูง เส้นใยยังคงสามารถรักษาความนุ่มนวลและคุณสมบัติเชิงกลที่ดีเยี่ยมได้ที่อุณหภูมิต่ำมาก ในขณะเดียวกัน เส้นใยยังคงมีข้อบกพร่องอยู่บ้าง โดยส่วนใหญ่รวมถึงการทนต่ออุณหภูมิสูงที่ไม่ดี การยึดเกาะบนพื้นผิวที่ไม่ดี และการคืบคลานของความเครียดขนาดใหญ่

ไม่ว่าไฟเบอร์จะมีประสิทธิภาพการทำงานแบบใด เหตุผลเบื้องหลังก็คือลักษณะของโครงสร้างโมเลกุล

UHMWPE ชื่อเต็มคือโพลีเอทิลีนน้ำหนักโมเลกุลสูงพิเศษ

โพลีเอทิลีนน้ำหนักโมเลกุลสูงพิเศษ (UHMW-PE) เป็นพลาสติกวิศวกรรมเทอร์โมพลาสติกที่มีโครงสร้างเชิงเส้นและประสิทธิภาพที่ครอบคลุมเป็นเลิศ เป็นโพลีเอทิลีนเชิงเส้นแบบไม่แยกส่วนซึ่งมีน้ำหนักโมเลกุลตั้งแต่ 1.5 ล้านขึ้นไป

เมื่อเปรียบเทียบกับเกรดไนลอนและโพลีเอสเตอร์ที่ใช้ในเชือกทั่วไป เส้นใย UHMWPK เป็นเส้นใยประสิทธิภาพสูงที่ไม่เพียงแต่มีความแข็งแรงสูง แต่ยังมีคุณสมบัติในการรับแรงดึงและแรงดัดงอสูงอีกด้วย เส้นใยคาร์บอนและใยแก้วมีโมดูลัสสูงและโหมดการแตกหักแบบเปราะ แต่เส้นใย HPPE ไม่แสดงการผสมผสานที่ชัดเจนนี้ เส้นใย UHMWPE มีโมดูลัสสูงแต่ยังคงความยืดหยุ่นและมีอายุการใช้งานดัดงอได้ยาวนาน ความต้านทานต่อความล้าจากการดัดงอที่ดีอาจสัมพันธ์กับความเค้นครากของแรงอัดต่ำ

เส้นใย PE ไม่มีวงแหวนอะโรมาติกหรือกลุ่มเอไมด์ ไฮดรอกซิล หรือสารเคมีอื่นๆ ที่สงสัยว่าได้รับความเสียหายจากสารกัดกร่อน ดังนั้น เมื่อเปรียบเทียบกับเส้นใยโพลีเอไมด์อะโรมาติก เส้นใยโพลีเอทิลีน โดยเฉพาะอย่างยิ่งโพลีเอทิลีนน้ำหนักโมเลกุลสูงที่มีปมสูง มีความทนทานต่อสารเคมีได้ดีมาก และมีความทนทานต่อกรดและโคลนได้ดี เส้นใย Dyneema และเส้นใย Spectra ที่มีคุณสมบัติมัลติไฮโดรคาร์บอนมีความไวต่อตัวกลางออกซิไดซ์

ความต้านทานรังสียูวีของเส้นใย UHMWPE ไม่ต้องการความระมัดระวังเป็นพิเศษระหว่างการแปรรูปและการเก็บรักษาในระยะยาว แต่เมื่อวัสดุเส้นใย UHMWPE สัมผัสกับรังสี UV อย่างต่อเนื่องเป็นเวลานาน ความต้านทานแสงจะมีจำกัด

เส้นใย UHMWPE สามารถใช้สร้างผลิตภัณฑ์ป้องกันความปลอดภัยได้
การใช้เส้นใย UHMWPE ในด้านผลิตภัณฑ์ป้องกันความปลอดภัย สะท้อนถึงประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมของเส้นใย UHMWPE ความเหนียวทนต่อแรงกระแทกของวัสดุคอมโพสิตไฟเบอร์ UHMWPE นั้นดีมาก และพลังงานการดูดซับแรงกระแทกจำเพาะนั้นสูงที่สุดในบรรดาวัสดุคอมโพสิตขั้นสูง พลังงานดูดซับแรงกระแทกจำเพาะคือ 2.6 เท่า 3 เท่า และ 1.8 เท่าของวัสดุผสมอะรามิด คาร์บอนไฟเบอร์ และใยแก้ว E ดังนั้นจึงเหมาะสำหรับเสื้อกันกระสุน หมวกกันน็อค และเสื้อเกราะกันกระสุน เส้นใย UHMWPE ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตเสื้อเกราะกันกระสุนแบบยืดหยุ่นและวัสดุแผ่นเหล็กกันกระสุน นอกจากนี้ วัสดุคอมโพสิตยังใช้ในหมวกกันน็อคสำหรับคนงานเหมือง นักแข่ง และนักปีนเขา รวมถึงแผงกันกระแทกต่างๆ อาจกล่าวได้ว่าเส้นใย UHMWPE มีบทบาทอย่างมากในด้านการป้องกันความปลอดภัย นอกจากนี้ เส้นใย UHMWPE ยังมีคุณสมบัติในการแปรรูปสิ่งทอที่ดีและสามารถทำเป็นผ้าป้องกันการแทงและป้องกันการบาดได้หลายชนิด