คุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมของเส้นใย UHMWPE

เส้นใย UHMWPE มีคุณสมบัติที่โดดเด่นมากมาย เช่น คุณสมบัติเชิงกลที่ยอดเยี่ยม ทนต่อแรงกระแทกได้ดีเยี่ยม ทนทานต่อการสึกหรอได้ดีเยี่ยม ทนทานต่อการกัดกร่อนของสารเคมี ทนทานต่อแสงได้ดีเยี่ยม และอื่นๆ อีกมากมาย

1. คุณสมบัติเชิงกลที่ยอดเยี่ยมของเส้นใย UHMWPE

เส้นใย UHMWPE มีคุณสมบัติทางกลที่ยอดเยี่ยม ภายใต้ความหนาแน่นเชิงเส้นเดียวกัน ความแข็งแรงในการดึงของเส้นใย UHMWPE จะสูงกว่าลวดสลิงเหล็ก 15 เท่า สูงกว่าเส้นใยอะรามิด 40% ซึ่งเป็นหนึ่งในเส้นใยไฮเทคสามชนิดในโลก และสูงกว่าเส้นใยเหล็กคุณภาพสูงและเส้นใยเคมีธรรมดา 10 เท่า เมื่อเปรียบเทียบกับเหล็ก E-glass ไนลอน โพลิเอมีน เส้นใยคาร์บอน และเส้นใยโบรอน ความแข็งแรงและโมดูลัสของเส้นใยเหล่านี้จะสูงกว่าเส้นใยเหล่านี้ และความแข็งแรงจะสูงที่สุดในบรรดาวัสดุที่มีคุณภาพเดียวกัน

2. เส้นใย UHMWPE มีความทนทานต่อแรงกระแทกได้ดีเยี่ยม

เส้นใยโพลีเอทิลีนที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงมากมีความทนทานต่อแรงกระแทกได้ดีเยี่ยม ความสามารถในการดูดซับพลังงานและทนต่อแรงกระแทกระหว่างการเสียรูปและการขึ้นรูปนั้นสูงกว่าเส้นใยอะรามิดและเส้นใยคาร์บอน ซึ่งถือเป็น "เส้นใยเทคโนโลยีขั้นสูง 3 ชนิดในโลก" เมื่อเปรียบเทียบกับโพลีเอไมด์ อะรามิด เส้นใยแก้วอี เส้นใยคาร์บอน และเส้นใยอะรามิดแล้ว เส้นใย UHMWPE จะมีการดูดซับพลังงานรวมสูงกว่าแรงกระแทก

3. เส้นใย UHMWPE มีความทนทานต่อการสึกหรอได้ดีเยี่ยม

โดยทั่วไป ยิ่งโมดูลัสของวัสดุสูงขึ้น ความต้านทานการสึกหรอก็จะยิ่งลดลง แต่สำหรับเส้นใย UHMWPE ตรงกันข้าม เนื่องจากเส้นใย UHMWPE มีค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำกว่า ยิ่งโมดูลัสสูงขึ้น ความต้านทานการสึกหรอก็จะยิ่งสูงขึ้น เมื่อเปรียบเทียบค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานของเส้นใย UHMWPE กับเส้นใยคาร์บอนและเส้นใยอะรามิด ความต้านทานการสึกหรอและความล้าจากการดัดของเส้นใย UHMWPE จะสูงกว่าเส้นใยคาร์บอนและเส้นใยอะรามิดมาก ดังนั้นจึงมีความต้านทานการสึกหรอดีกว่าเส้นใยประสิทธิภาพสูงอื่นๆ เนื่องจากมีความต้านทานการสึกหรอและความต้านทานการดัดที่ยอดเยี่ยม ประสิทธิภาพการประมวลผลจึงเหนือกว่า และยังสามารถนำไปทำเป็นวัสดุและผ้าคอมโพสิตอื่นๆ ได้ง่าย

4.ความต้านทานการกัดกร่อนทางเคมีของเส้นใย UHMWPE

โครงสร้างทางเคมีของเส้นใย UHMWPE ค่อนข้างเรียบง่ายและคุณสมบัติทางเคมีค่อนข้างเสถียร นอกจากนี้ ยังมีโครงสร้างผลึกสูง ซึ่งทำให้ไม่ไวต่อการโจมตีของยีนที่ทำงานอยู่ในกรดเข้มข้นและเบสเข้มข้น และสามารถรักษาคุณสมบัติทางเคมีและโครงสร้างเดิมไว้ได้ ดังนั้น สารเคมีส่วนใหญ่จึงกัดกร่อนได้ยาก สารละลายอินทรีย์เพียงไม่กี่ชนิดสามารถทำให้เส้นใยบวมขึ้นเล็กน้อย และสูญเสียคุณสมบัติเชิงกลน้อยกว่า 10% การเปรียบเทียบการรักษาความแข็งแรงของเส้นใย UHMWPE และเส้นใยอะรามิดในสื่อเคมีต่างๆ พบว่าเส้นใย UHMWPE มีความต้านทานการกัดกร่อนสูงกว่าเส้นใยอะรามิดอย่างเห็นได้ชัด โดยเส้นใยนี้มีความเสถียรเป็นพิเศษในกรด ด่าง และเกลือ และความแข็งแรงจะสูญเสียไปในสารละลายโซเดียมไฮโปคลอไรต์เท่านั้น

5. เส้นใย UHMWPE ทนแสงได้ดีเยี่ยม

เนื่องจากโครงสร้างทางเคมีของเส้นใย UHMWPE มีเสถียรภาพ จึงมีความต้านทานต่อแสงที่ดีที่สุดในบรรดาเส้นใยไฮเทค เส้นใยอะรามิดไม่ทนต่อรังสี UV และสามารถใช้ได้เฉพาะในสภาวะที่หลีกเลี่ยงแสงแดดโดยตรงเท่านั้น เมื่อเปรียบเทียบเส้นใย UHMWPE กับไนลอน อะรามิดที่มีโมดูลัสสูงและโมดูลัสต่ำ เส้นใย UHMWPE มีอัตราการเก็บรักษาความแข็งแรงสูงกว่าเส้นใยอื่นๆ อย่างเห็นได้ชัด

6.คุณสมบัติอื่นๆ ของเส้นใย UHMWPE

เส้นใย UHMWPE มีคุณสมบัติกันน้ำได้ดี ทนน้ำและความชื้น มีคุณสมบัติเป็นฉนวนไฟฟ้า และมีอายุการใช้งานยาวนาน เส้นใย UHMWPE เป็นเส้นใยไฮเทคชนิดเดียวที่สามารถลอยน้ำได้ และยังเป็นวัสดุที่เหมาะสำหรับการใช้งานในอุณหภูมิต่ำอีกด้วย

แต่ก็มีข้อเสียเช่นกัน นั่นคือจุดหลอมเหลวต่ำ ในระหว่างการประมวลผล อุณหภูมิจะต้องไม่เกิน 130 ℃ มิฉะนั้น จะเกิดปรากฏการณ์การคืบคลานและอายุการใช้งานจะสั้นลงเนื่องจากแรงที่อ่อนแอระหว่างโซ่โมเลกุลของเส้นใย UHMWPE ไม่มีกลุ่มสีย้อมบนเส้นใย UHMWPE ซึ่งทำให้ความสามารถในการเปียกชื้นไม่ดี สีย้อมจะแทรกซึมเข้าไปในเส้นใยได้ยาก ส่งผลให้ประสิทธิภาพการย้อมสีไม่ดี ข้อบกพร่องเหล่านี้ส่งผลต่อขอบเขตการใช้งาน