חוטי UHMWPE (פוליאתילן במשקל מולקולרי גבוה במיוחד) קשיחים ועמידים בעלי חוזק המתיחה הגבוה ביותר מכל תרמופלסטי. אולי אתה גם מכיר את החוטים האלה בשמות Spectra® ו- Dyneema®.
חוטי UHMWPE הם בחירה מצוינת ליישומי מתח גבוה, לחות גבוהה ושחיקה גבוהה. ל-UHMWPE מגוון רחב של שימושים מרפואה ועד ייצור, כולל:
ציוד ספורט המיועד לצניחה חופשית, סקי ודיג
ציוד בליסטי, כמו שריון גוף
חבלים, חוטים וטקסטיל בתעשייה הימית
ציוד וחלקים לתעשיית הרכב
עיבוד תעשיית המזון והמשקאות
ציוד לייצור וטיפול בתפזורת
תעשיות כמו כרייה, מינרלים, הנדסה אזרחית והעברת עפר
סוגים רבים של חבלים וחוטים
קיימות דרגות שונות של UHMWPE זמינות, לכן חשוב לבחור את היצרן והסוג הנכון עבור היישום שלך. כדוגמה, אחד מהציונים שהוניוול מציעה הוא Spectra® מסוג S-900 בעל מודולוס של כ-900 גרם/מאורה עם התארכות בשבירה של כ-3.6 אחוזים. זה במקרה שונה בהרבה מאחת מההצעות של DSM, Dyneema® מסוג SK-38, שיש לה מודולוס של כ-396 גרם/מאורה עם התארכות בשבירה של כ-6.5 אחוזים. מספר חברות מציעות מספר דרגות וגדלים שונים שיש להם הבדלי מאפיינים שונים.
להלן כמה ממאפייני המפתח של UHMWPE שכדאי להסתכל עליהם בעת בחירת החומר ליישום שלך.
עמיד לחום
ל-UHMWPE יש עמידות בחום נמוכה יותר מאשר סוגים רבים אחרים של סיבים בעלי חוזק גבוה ונקודת התכה נמוכה יותר (297 מעלות עד 305 מעלות F) מאשר פולימרים נפוצים רבים. לכל הציונים תהיה אותה עמידות בחום ונקודת התכה בגלל האופי של UHMWPE.
כדוגמה, UHMWPE הוא אופציה טובה לשריון גוף בליסטי המשמש בעבודות אבטחה ומשטרה, אך אינו בחירה טובה לייצור ציוד כבאים. אבל לכל הכיתות של UHMWPE תהיה רמת עמידות חום דומה.
חוזק מתיחה
חוטי UHMWPE חזקים ב-40 אחוז מחוטי ארמיד. יש להם גם עמידות גבוהה בפני שחיקה, אפילו בלחץ, והם עמידים בפני שחיקה פי 15 מפלדת פחמן. אם לחוזק ולמניעת שבירה יש חשיבות קריטית, הערך את בחירת החוט שלך כדי לוודא שהוא עומד בדרישות חוזק המתיחה שלך.
UHMWPE ידוע בחוזק המתיחה הגבוה שלו - אך תמיד בדוק את מפרטי המוצר עבור תכונות מתיחה מדויקות. העוצמות משתנות בהתאם לציון, ולאופן שבו כל ציון נמשך בדיוק. צניחה חופשית לא רוצה שהציוד שלו יישבר תחת לחץ גבוה, והחברה שלך בהחלט לא תרצה להיות מעורבת ביצירת חומרים פגומים שעלולים לגרום לתאונה בהמשך הדרך.
עֲמִידוּת
בהתאם לדרגה, ל-UHMWPE יש בדרך כלל מסה מולקולרית בין 3.5 ל-7.5 מיליון אמו, שזה די גבוה. ל-UHMWPE יש גם עמידות לחתוך גבוהה מאוד. יש לו גם מקדם חיכוך נמוך מאוד, דומה לפוליטטראפלואורואתילן (PTFE), כלומר הוא מתאים לשימושים הכוללים תנועה והחלקה. דוגמה נפוצה היא ציוד לטיפול בתפזורת, שחווה תנועות חוזרות ונשנות.
חשוב לציין כי חוטים יכולים בסופו של דבר לפתח מה שמכונה זחילה בעומסי מתח קבועים. כאשר מתרחשת זחילה, התארכות הדרגתית זו של סיבים יכולה ליצור תוחלת חיים מוגבלת יותר. עקוב אחר זה מקרוב בתנאים עם מתח בלתי פוסק.
זחילה נמדדת במודולוס, או בהתנגדות לעיוותים. לסיבי UHMWPE חוזק גבוה ומודולוס גבוה בכיוון הסיבים. מכיוון שיש לו גם צפיפות נמוכה, יש לו חוזק גבוה על בסיס משקל.
ל-UHMWPE יש פחות זחילה מאשר סיבים אחרים כמו פוליאסטר. אם הזחילה מעוררת דאגה גבוהה - אולי בייצור מיתרי קשת חוזרים - דרגת UHMWPE עם מודולוס גבוה יותר יכולה להתאים בצורה הטובה ביותר. ל-UHMWPE יש גם עמידות UV טובה משמעותית מחוט ארמיד ונוטה להיות בחירה טובה יותר עבור יישומים חיצוניים.
כדוגמה, יש Dyneema® מסוג SK 99 בעל מודולוס של 1801 גרם/דן וגם סוג DM 20 בעל מודולוס של 1088 גרם/דנ. שני החומרים הללו נחשבים למודולוס גבוה, אולם תלוי באיזו כיתה תבחר, אחד יכול להיות גבוה משמעותית מהאחר. לסיבי Spectra® יש הצעות דומות עם טווחי מודולוס רחבים גם כן.
עמידות כימית/מים
אם חוט ה-UHMWPE ייחשף לכימיקלים וממיסים, טוב לדעת שיש לו עמידות כימית חזקה - וזה כולל את כל ה-UHMWPE, ללא קשר לדרגה. זה בדרך כלל עמיד ביותר בפני רוב האלקליות, חומצות, ממיסים אורגניים, סוכני הסרת שומנים והתקפות אלקטרוליטיות.
ל-UHMWPE יש משקל סגולי נמוך, כלומר הוא צף במים. יש לו גם עמידות גבוהה למים, מה שהופך אותו טוב לשימוש בייצור ציוד מימי ולציוד שייחשף כל הזמן לתנאי סביבה רטובים.
לדוגמה, חבלים וכבלים של ספינות בנויים בדרך כלל מ-UHMWPE בשל היתרונות הכפולים של עמידות גבוהה למים ועמידות גבוהה בפני הפעולה השוחקת של מלח ים.
לא רעיל ובטוח
כאשר הם עשויים כראוי, כל הדרגות של UHMWPE הן חסרות ריח, חסרות טעם ולא רעילות. זה מספק בטיחות לעובדי ייצור בפעולות ייצור, בתוספת בטיחות בהמשך הקו עבור משתמשי קצה של מוצרים המיוצרים עם UHMWPE.
זוהי בחירה מצוינת לשימושים רפואיים. UHMWPE נמצא בשימוש מפורסם בהחלפות מפרק ירך כוללות במשך יותר מארבעה עשורים מכיוון שהוא מספק משטח שקע מפרק כמעט ללא חיכוך.
איזה סוג הכי מתאים לך?
עם כל המשתנים, הסוגים והגדלים, זה יכול להיות קשה לבחור את ה-UHMWPE הנכון כדי לענות על דרישות ספציפיות. UHMWPE הוא סיב חלקלק ויקר שקשה מאוד לעבד, לכן חשוב לבחור חברה אמינה שתעבד את הסיבים המיוחדים הללו למוצר מוגמר.
