«Пластыкавая электрастанцыя», схаваная ў цяжкай прамысловасці: хардкорныя магчымасці UPE

Глыбока ў шлюзах шахты дзень і ноч няўмольна размываецца руда з вострымі бакамі; у трубах металургічных цэхаў бесперапынна цякуць каразійныя шламы; сярод грукату шаравых млыноў, сутыкненне паміж мелючымі сродкамі і матэрыяламі ніколі не спыняецца. У гэтых экстрэмальных умовах нават металічныя кампаненты не могуць пазбегнуць зносу і карозіі. Хто б мог падумаць, што тып пластыка можа ўзяць на сябе такую цяжкую ахоўную адказнасць, стаўшы нябачным ахоўнікам цяжкай прамысловасці?

Вы можаце задацца пытаннем: ці не ўсе пластмасы схільныя ўдарам, ізаляцыі і карозіі? Але гэты спецыяльны пластык апраўдвае чаканні — яго футроўка шахтных шлюзаў можа год за годам супрацьстаяць уздзеянню і зносу руды, а тэрмін службы ў некалькі разоў перавышае тэрмін службы звычайных металаў; яго футроўка трубаправода бясстрашная супраць сумесяў моцных кіслот і шчолачаў, лёгка вырашаючы нават балючую кропку прамысловасці частых уцечак матэрыялаў; што яшчэ больш дзіўна, яго лайнеры шаравых млыноў і крыльчаткі флотационных машын на прадпрыемствах па перапрацоўцы мінеральнай сыравіны, якія павінны супрацьстаяць як высокаінтэнсіўнаму трэнню пры драбненні, так і бесперапыннай эрозіі суспензій, могуць рабіць і тое, і іншае, значна скарачаючы час прастою абсталявання для тэхнічнага абслугоўвання.

Яму не хапае цяжкасці металу, яго шчыльнасць складае ўсяго адну восьмую шчыльнасці сталі, але ён можа пахваліцца зносаўстойлівасцю, якая значна перавышае зносаўстойлівасць металу — у сем разоў больш, чым у вугляродзістай сталі, і ў дзесяць разоў вышэй, чым у звычайнага пластыка. Нават пры -40°C ён захоўвае выдатную трываласць і не трэскаецца пры моцным удары; не патрабуе дадатковай змазкі, яго каэфіцыент трэння складае ўсяго 0,07, набліжаючыся да ўзроўню тэфлону, што дазваляе больш плаўна транспартаваць матэрыял і зніжае спажыванне энергіі абсталяваннем. Што менавіта ўяўляе сабой гэты дзіўны матэрыял, які спалучае ў сабе «лёгкія, звышзносастойкія, устойлівыя да карозіі і самазмазвальныя» ўласцівасці?

Адказ - поліэтылен са звышвысокай малекулярнай масай, шырока вядомы як пластык UPE. Гэты, здавалася б, звычайны інжынерны пластык з яго выключнымі ўласцівасцямі заняў вырашальнае месца ў зносаўстойлівым канвеерным і апрацоўчым абсталяванні ў горназдабыўной і металургічнай прамысловасці, перапісваючы традыцыйнае разуменне людзей "пластыка".

Ліст AHD UHMWPE і стрыжань UHMWPE

UPE (поліэтылен са звышвысокай малекулярнай масай) - гэта мадыфікаваны поліэтылен (PE) з вельмі высокай малекулярнай масай (звычайна ≥1,5 мільёна і нават дасягае 5-10 мільёнаў). Дзякуючы звышдоўгім і цесна пераплеценым малекулярным ланцугам, ён валодае выдатнымі ўласцівасцямі, не параўнальнымі са звычайным поліэтыленам, і шырока выкарыстоўваецца ў суровых умовах, якія патрабуюць высокай зносаўстойлівасці і ўдаратрываласці.

I. Асноўныя характарыстыкі ліста UPE і стрыжня

Прадукцыйнасць UPE наўпрост звязана з яго звышвысокай малекулярнай масай. Яго асноўныя характарыстыкі наступныя:

1. Надзвычайная зносаўстойлівасць

Зносаўстойлівасць UPE ў 3-7 разоў перавышае сталь і ў 5-10 разоў вышэй, чым звычайны поліэтылен. У некаторых умовах працы ён нават пераўзыходзіць такія металы, як медзь і бронза. Гэта адбываецца таму, што яго доўгія і цесна пераплеценыя малекулярныя ланцугі прыводзяць да нізкай павярхоўнай энергіі і надзвычай нізкага каэфіцыента трэння з кантактуючымі матэрыяламі (каэфіцыент дынамічнага трэння ўсяго 0,07-0,15), што робіць яго менш схільным да зносу клеем.

2. Палепшаная ўдаратрываласць

Нават пры нізкіх тэмпературах да -40 ℃ UPE захоўвае надзвычай высокую ўдарную трываласць (ударная трываласць з надрэзамі ≥150 кДж/м²), больш чым у 5 разоў большую, чым у звычайнага поліэтылену, і значна пераўзыходзіць інжынерныя пластыкі, такія як ПВХ і нейлон. Яго гнуткасць малекулярнага ланцуга і здольнасць паглынаць энергію дазваляюць амартызаваць сур'ёзныя ўдары і супрацьстаяць паломкам.

3. Нізкі каэфіцыент трэння і самазмазвальныя ўласцівасці

З гладкай паверхняй (шурпатасць Ra≤0,8 мкм) і дынамічным каэфіцыентам трэння, блізкім да політэтрафтарэтылену (ПТФЭ), ён можа стабільна працаваць у вільготным і пыльным асяроддзі без дадатковай змазкі, зніжаючы энергаспажыванне і выдаткі на тэхнічнае абслугоўванне.

4. Выдатная ўстойлівасць да хімічнай карозіі

За выключэннем моцных акісляльнікаў, такіх як канцэнтраваная азотная кіслата і канцэнтраваная серная кіслата, ён амаль цалкам рэагуе з кіслотамі, шчолачамі, солямі і арганічнымі растваральнікамі (напрыклад, спіртамі і вуглевадародамі). Яго хімічная ўстойлівасць пераўзыходзіць нержавеючую сталь і большасць інжынерных пластмас, што робіць яго прыдатным для агрэсіўных асяроддзяў, такіх як хімічная прамысловасць і гальваніка.

5. Устойлівасць да нізкіх тэмператур і старэння

Можа выкарыстоўвацца ў працяглы час у дыяпазоне тэмператур ад -269 ℃ (тэмпература вадкага гелія) да 80 ℃ (кароткачасовая тэрмаўстойлівасць да 100 ℃), без далікатнасці пры нізкіх тэмпературах; Устойлівасць да ўльтрафіялету можа быць дадаткова палепшана шляхам дадання такіх дадаткаў, як сажа, прыдатных для вонкавага прымянення.

6. Гігіенічны, нетоксичный і біясумяшчальны

Не таксічны і не мае паху, можа ўступаць у непасрэдны кантакт з харчовымі прадуктамі і фармацэўтычнымі прэпаратамі (адпавядае харчовым стандартам); нізкая цитотоксичность, сумяшчальны з тканінамі чалавека, прыдатны для артапедычных імплантатаў (напрыклад, штучных суставаў).

7. Нізкая шчыльнасць і лёгкі

Шчыльнасць прыблізна 0,92-0,96 г/см³, усяго 1/8 шчыльнасці сталі і 1/5 шчыльнасці медзі, што палягчае апрацоўку і мантаж, памяншаючы нагрузку на абсталяванне.

II. Асноўныя перавагі

У параўнанні з традыцыйнымі матэрыяламі UPE прапануе значныя агульныя перавагі:

Высокая эканамічная эфектыўнасць

Нягледзячы на тое, што кошты на сыравіну вышэй, чым на звычайны пластык, тэрмін яго службы ў 5-10 разоў перавышае тэрмін службы сталі (памяншэнне частаты замены), а выдаткі на тэхнічнае абслугоўванне нізкія (самазмазваецца і не патрабуе абслугоўвання), што прыводзіць да зніжэння доўгатэрміновых агульных выдаткаў.

Экалагічна чысты і бяспечны

Не таксічны і падлягае перапрацоўцы (у некаторых выпадках), адпавядае патрабаванням экалагічна чыстай вытворчасці.

Моцная адаптыўнасць

Яго тэрмаўстойлівасць, устойлівасць да карозіі і ўстойлівасць да ўдараў забяспечваюць стабільную працу ў экстрэмальных умовах (такіх як шахты, хімічныя заводы і асяроддзі з нізкімі тэмпературамі).

Маляўнічы поліэтыленавы ліст UHMW

III. Тыповыя сцэнарыі прымянення пласцін і стрыжняў

Пліты і стрыжні UPE шырока выкарыстоўваюцца ў наступных галінах з-за іх лёгкасці апрацоўкі (рэзка, зварка і механічная апрацоўка):

1. Горна-металургічная прамысловасць

Зносаўстойлівае абсталяванне для транспарціроўкі: шахтныя жолабы, лайнеры з вібрасітамі, футроўка транспарціроўкі трубаправодаў (замена традыцыйных сталёвых пласцін, памяншэнне зносу фрыкцый ад руды і вугалю).

Абсталяванне для перапрацоўкі карысных выкапняў: лайнеры шаравых млыноў, крыльчаткі флотационных машын (устойлівыя да карозіі і зносу суспензіі).

2. Хімічная і прыродаахоўная прамысловасць

Устойлівыя да карозіі кантэйнеры/трубаправоды: футроўка рэзервуараў для захоўвання кіслот і шчолачаў, каналізацыйныя трубы (устойлівыя да карозіі кіслотамі, шчолачамі і солямі, замяняюць нержавеючую сталь).

Ушчыльнення і пракладкі: пракладкі рэактара (устойлівыя да хімічнай карозіі і старэння).

3. Машыны і агульнае абсталяванне

Рухомыя часткі з нізкім каэфіцыентам трэння: накіроўвалыя, паўзункі, сепараты падшыпнікаў (самазмазвальныя і не патрабуюць тэхнічнага абслугоўвання, выкарыстоўваюцца ў харчовых і ўпаковачных машынах).

Шасцярні і зорачкі: замена металічных шасцярняў (ударатрывалыя, малашумныя, прыдатныя для прымянення з невялікімі нагрузкамі і высокім зносам).

4. Медыцынская і харчовая прамысловасць

Медыцынскія імплантаты: Штучныя тазасцегнавыя суставы, каленныя суставы (біясумяшчальныя і зносаўстойлівыя, зніжаюць пасляаперацыйныя ўскладненні).

Дэталі харчовай тэхнікі: канвеерныя стужкі, футроўка бункера (адпавядае харчовым стандартам, лёгка мыецца).

5. Інвентар для спорту і адпачынку

Лыжы/дошкі для серфінгу: падкладка дошкі (нізкае трэнне і ўдаратрываласць, паляпшае хуткасць слізгацення).

Спартыўны ахоўны рыштунак: накладкі на лыжныя чаравікі, накладкі на баксёрскія пальчаткі (энергапаглынальныя і амартызуючыя, якія абараняюць спартсменаў).

Пластыкавы стрыжань UHMW

UPE: высокапрадукцыйны універсальны матэрыял з велізарным інвестыцыйным патэнцыялам

Больш глыбокае разуменне UPE (поліэтылен са звышвысокай малекулярнай масай) паказвае, што гэты наватарскі пластык з'яўляецца не проста "гіпатэтычным" прадуктам, але сапраўдным "універсалам", які можа пахваліцца мноствам надзейных уласцівасцей. Яго выключная ўстойлівасць да ізаляцыі з'яўляецца эталонам галіны, у 7 разоў вышэй, чым у вугляродзістай сталі, і ў 5 разоў вышэй, чым у нержавеючай сталі, лёгка спраўляючыся са сцэнарыямі высокай інтэнсіўнасці зносу, такімі як эрозія руды і драбненне матэрыялу. Яго найвышэйшая ўдаратрываласць дазваляе яму заставацца стабільным у шырокім дыяпазоне тэмператур ад -269 ℃ да 80 ℃, з надрэзанай ударнай трываласцю больш чым удвая большай, чым у полікарбаната, што робіць яго менш схільным да далікатнасці нават пры моцных ударах. Нізкі каэфіцыент трэння 0,07 забяспечвае яму выдатныя самазмазвальныя ўласцівасці, зніжаючы спажыванне энергіі пры транспарціроўцы вадкасці на 15%-25% у параўнанні з традыцыйнымі металічнымі трубамі, істотна зніжаючы знос абсталявання і выдаткі на тэхнічнае абслугоўванне.

Што яшчэ больш дзіўна, так гэта яго "ўсеабдымнасць": яго выдатная ўстойлівасць да карозіі значна перавышае межы ўстойлівасці да карозіі металічных матэрыялаў; яго гігіенічныя і нетоксичные ўласцівасці адпавядаюць міжнародным стандартам кантакту з харчовымі прадуктамі, такім як FDA, а таксама валодаюць добрай биосовместимостью; і яго шчыльнасць, значна ніжэйшая за сталь, забяспечвае ідэальны баланс паміж "высокай трываласцю і лёгкім". Гэтыя ўласцівасці не ізаляваныя, а сінэргетычныя, што дазваляе межам прымянення UPE пастаянна перавышаць чаканні.

Акрамя асноўных прыкладанняў, такіх як лайнеры для жолабаў і шаравых млыноў у горназдабыўной і металургічнай галінах, UPE спакойна пранік у больш шырокі спектр прамысловых сцэнарыяў: каразійна-ўстойлівыя трубы і клапаны ў хімічнай прамысловасці, скрабкі і накіроўвалыя рэйкі ў машынабудаванні, канвеерныя прылады ў харчовай прамысловасці і нават дэманструе значны рост у новых галінах, такіх як экалагічная інжынерыя, апрасненне марской вады, і транспарт вадароднай энергіі. З пункту гледжання сусветнага рынку, прагназуецца, што Кітай, як найбуйнейшы вытворца, дасягне вытворчай магутнасці ў 420 000 тон да 2025 года, што складзе амаль 50% ад сусветнага агульнага аб'ёму. Чакаецца, што паскоранае ўнутранае замяшчэнне дазволіць павялічыць узровень самазабеспячэння да больш чым 65% пры пастаяннай аптымізацыі структуры выдаткаў.

Дзякуючы найвышэйшай прадукцыйнасці, разнастайным прымяненням і шырокім рынкавым перспектывам, UPE не толькі перапісала традыцыйнае разуменне пластмас, але і прадэманстравала моцны імпульс росту на хвалі зялёнай інфраструктуры і мадэрнізацыі вытворчасці высокага класа. Такі высакаякасны матэрыял, здольны вырашаць галіновыя болевыя кропкі і адаптавацца да патрэбаў розных абласцей, несумненна, з'яўляецца новым прамысловым выбарам са значнай інвестыцыйнай вартасцю.