Hårdt og holdbart UHMWPE (ultra-high-molecular-weight polyethylen) garn har den højeste trækstyrke af enhver termoplast. Du kender måske også disse garner under navnene Spectra® og Dyneema®.
UHMWPE-garn er et fremragende valg til anvendelser med høj spænding, høj fugtighed og høj slid. UHMWPE har en bred vifte af anvendelser fra medicinsk til fremstilling, herunder:
Sportsudstyr lavet til faldskærmsudspring, skiløb og fiskeri
Ballistikudstyr, som kropsrustning
Marineindustriens reb, snore og tekstiler
Bilindustrien udstyr og dele
Forarbejdning af fødevare- og drikkevareindustrien
Udstyr til fremstilling og bulkhåndtering
Industrier som minedrift, mineraler, anlægsteknik og jordflytning
Mange typer reb og snore
Der findes forskellige kvaliteter af UHMWPE, så det er vigtigt at vælge den rigtige producent og type til din applikation. Som et eksempel er en af de kvaliteter, Honeywell tilbyder, en Spectra® type S-900, der har et modul på ca. 900 g/den med en brudforlængelse på ca. 3,6 procent. Dette er tilfældigvis meget anderledes end et af DSM's tilbud, Dyneema® type SK-38, som har et modul på cirka 396 g/den med en brudforlængelse på cirka 6,5 procent. Flere firmaer tilbyder en række forskellige kvaliteter og størrelser, der har forskellige egenskabsforskelle.
Her er nogle af de vigtigste egenskaber ved UHMWPE at se på, når du vælger materialet til din applikation.
Varmemodstand
UHMWPE har en lavere varmebestandighed end mange andre typer højstyrkefibre og et lavere smeltepunkt (297 grader til 305 grader F) end mange almindelige polymerer. Alle kvaliteter vil have samme varmebestandighed og smeltepunkt på grund af UHMWPE's natur.
Som et eksempel er UHMWPE en god mulighed for ballistisk panser, der bruges i sikkerheds- og politiarbejde, men er ikke et godt valg til fremstilling af brandmandsudstyr. Men alle kvaliteter af UHMWPE ville have lignende varmemodstandsniveau.
Trækstyrke
UHMWPE-garn er 40 procent stærkere end aramidgarn. De har også høj slidstyrke, selv under tryk, og er 15 gange mere modstandsdygtige over for slid end kulstofstål. Hvis styrke og forebyggelse af brud er af afgørende betydning, skal du vurdere dit garnvalg for at sikre, at det opfylder dine krav til trækstyrke.
UHMWPE er kendt for sin høje trækstyrke - men tjek altid produktspecifikationerne for nøjagtige trækegenskaber. Styrker varierer afhængigt af karakteren, og præcis hvordan hver karakter trækkes ud. En faldskærmsudspringer ønsker ikke, at deres udstyr går i stykker under høj stress, og din virksomhed ønsker bestemt ikke at være involveret i skabelsen af defekte materialer, der kan forårsage en ulykke.
Holdbarhed
Afhængigt af karakteren har UHMWPE normalt en molekylvægt mellem 3,5 og 7,5 millioner amu, hvilket er ret højt. UHMWPE har også en meget høj skæremodstand. Den har også en meget lav friktionskoefficient, der kan sammenlignes med polytetrafluorethylen (PTFE), hvilket betyder, at den er velegnet til anvendelser, der involverer bevægelse og glidning. Et almindeligt eksempel er bulkhåndteringsudstyr, som oplever konstante gentagne bevægelser.
Det er vigtigt at bemærke, at garn med tiden kan udvikle, hvad der er kendt som krybning under konstante spændingsbelastninger. Når krybning forekommer, kan denne gradvise forlængelse af fibre skabe en mere begrænset levetid. Overvåg dette nøje under forhold med utrættelig spænding.
Krybning måles i modul eller modstand mod deformation. UHMWPE-fibre har en høj styrke og et højt modul i fiberretningen. Fordi det også har en lav densitet, har det en høj styrke på vægtbasis.
UHMWPE har mindre krybning end andre fibre som polyester. Hvis krybning giver anledning til stor bekymring - måske ved fremstilling af recurve buestrenge - kunne en UHMWPE-kvalitet med et højere modul være den bedste pasform. UHMWPE har også betydeligt bedre UV-modstand end aramidgarn og har en tendens til at være et bedre valg til udendørs applikationer.
Som et eksempel er der en Dyneema® type SK 99, der har et modul på 1801 g/den og også en type DM 20, der har et modul på 1088 g/dn. Begge disse materialer anses for høj modul, men afhængigt af hvilken kvalitet du vælger, kan det ene være betydeligt højere end det andet. Spectra® fiber har også lignende tilbud med brede modulområder.
Kemisk/vandresistens
Hvis UHMWPE-garnet vil blive udsat for kemikalier og opløsningsmidler, er det godt at vide, at det har en stærk kemikalieresistens - og det inkluderer alt UHMWPE, uanset kvalitet. Det er typisk meget modstandsdygtigt over for de fleste alkalier, syrer, organiske opløsningsmidler, affedtningsmidler og elektrolytiske angreb.
UHMWPE har en lav vægtfylde, hvilket betyder, at den flyder i vand. Det har også en høj vandtæthed, hvilket gør det godt til brug ved fremstilling af vandudstyr og til udstyr, der konstant vil blive udsat for våde miljøforhold.
For eksempel er skibe trosser og kabler almindeligvis konstrueret af UHMWPE på grund af de dobbelte fordele ved høj modstandsdygtighed over for vand og høj modstandsdygtighed over for den slibende virkning af havsalt.
Ugiftig og sikker
Når de er lavet korrekt, er alle kvaliteter af UHMWPE lugtfri, smagløs og ugiftig. Dette giver sikkerhed for produktionsmedarbejdere i produktionsoperationer, plus sikkerhed ned ad linjen for slutbrugere af produkter fremstillet med UHMWPE.
Det er et fremragende valg til medicinsk brug. UHMWPE er berømt blevet brugt til totale hofteledsudskiftninger i mere end fire årtier, fordi det giver en næsten friktionsfri ledskålsoverflade.
Hvilken type er bedst for dig?
Med alle variabler, typer og størrelser kan det være svært at vælge den rigtige UHMWPE til at opfylde specifikke krav. UHMWPE er en glat, dyr fiber, som er ekstremt svær at forarbejde, så det er vigtigt at vælge en pålidelig virksomhed til at forarbejde denne specialfiber til færdigt produkt.
