Resistenti e durevoli, i filati UHMWPE (polietilene ad altissimo peso molecolare) hanno la massima resistenza alla trazione di qualsiasi materiale termoplastico. Potresti anche conoscere questi filati con i nomi Spectra® e Dyneema®.
I filati UHMWPE sono una scelta eccellente per applicazioni ad alta tensione, alta umidità e alta abrasione. UHMWPE ha un'ampia varietà di usi dal medico alla produzione, tra cui:
Attrezzatura sportiva per paracadutismo, sci e pesca
Equipaggiamento balistico, come giubbotti antiproiettile
Corde, corde e tessuti per l'industria nautica
Attrezzature e componenti per l'industria automobilistica
Lavorazione dell'industria alimentare e delle bevande
Attrezzature per la produzione e la movimentazione di materiali sfusi
Settori come estrazione mineraria, minerali, ingegneria civile e movimento terra
Molti tipi di corde e corde
Sono disponibili diversi gradi di UHMWPE, quindi è importante selezionare il produttore e il tipo giusti per la propria applicazione. Ad esempio, uno dei gradi offerti da Honeywell è uno Spectra® tipo S-900 che ha un modulo di circa 900 g/den con un allungamento a rottura di circa il 3,6%. Questo sembra essere molto diverso da una delle offerte di DSM, Dyneema® tipo SK-38, che ha un modulo di circa 396 g/den con un allungamento a rottura di circa il 6,5%. Diverse aziende offrono una serie di gradi e dimensioni diversi che presentano varie differenze di proprietà.
Ecco alcune delle proprietà chiave dell'UHMWPE da considerare quando si sceglie il materiale per la propria applicazione.
Resistenza al calore
L'UHMWPE ha una resistenza al calore inferiore rispetto a molti altri tipi di fibre ad alta resistenza e un punto di fusione inferiore (da 297 gradi a 305 gradi F) rispetto a molti polimeri comuni. Tutti i gradi avranno la stessa resistenza al calore e lo stesso punto di fusione a causa della natura dell'UHMWPE.
Ad esempio, l'UHMWPE è una buona opzione per i giubbotti antiproiettile balistici utilizzati nei lavori di sicurezza e di polizia, ma non è una buona scelta per la produzione di equipaggiamento per vigili del fuoco. Ma tutti i gradi di UHMWPE avrebbero un livello di resistenza al calore simile.
Resistenza alla trazione
I filati UHMWPE sono il 40% più resistenti dei filati aramidici. Hanno anche un'elevata resistenza all'abrasione, anche sotto pressione, e sono 15 volte più resistenti all'abrasione rispetto all'acciaio al carbonio. Se la resistenza e la prevenzione della rottura sono di fondamentale importanza, valuta la selezione del filato per assicurarti che soddisfi i requisiti di resistenza alla trazione.
UHMWPE è noto per la sua elevata resistenza alla trazione, ma controlla sempre le specifiche del prodotto per le proprietà di trazione esatte. I punti di forza variano a seconda del grado e del modo esatto in cui ogni grado viene elaborato. Un paracadutista non vuole che la sua attrezzatura si rompa sotto forte stress e la tua azienda di certo non vorrebbe essere coinvolta nella creazione di materiali difettosi che potrebbero causare un incidente lungo la linea.
Durata
A seconda del grado, l'UHMWPE di solito ha una massa molecolare compresa tra 3,5 e 7,5 milioni di amu, che è piuttosto elevata. UHMWPE ha anche una resistenza al taglio molto elevata. Ha anche un coefficiente di attrito molto basso, paragonabile al politetrafluoroetilene (PTFE), il che significa che è adatto per usi che implicano movimento e scorrimento. Un esempio comune è l'attrezzatura per la movimentazione alla rinfusa, che subisce movimenti ripetitivi costanti.
È importante notare che i filati possono eventualmente sviluppare ciò che è noto come scorrimento sotto carichi di tensione costanti. Quando si verifica lo scorrimento, questo allungamento graduale delle fibre può creare una durata di vita più limitata. Monitora questo da vicino in condizioni di tensione inesorabile.
Lo scorrimento è misurato in modulo o resistenza alla deformazione. Le fibre UHMWPE hanno un'elevata resistenza e un alto modulo nella direzione della fibra. Poiché ha anche una bassa densità, ha un'elevata resistenza in base al peso.
UHMWPE ha meno scorrimento rispetto ad altre fibre come il poliestere. Se lo scorrimento è di grande preoccupazione, forse nella produzione di corde ricurve, un grado UHMWPE con un modulo più alto potrebbe essere la soluzione migliore. UHMWPE ha anche una resistenza ai raggi UV significativamente migliore rispetto al filato aramidico e tende ad essere una scelta migliore per le applicazioni all'aperto.
Ad esempio, c'è un Dyneema® tipo SK 99 che ha un modulo di 1801 g/den e anche un tipo DM 20 che ha un modulo di 1088 g/dn. Entrambi questi materiali sono considerati ad alto modulo, tuttavia, a seconda del grado scelto, uno potrebbe essere significativamente più alto dell'altro. La fibra Spectra® ha offerte simili anche con ampie gamme di moduli.
Resistenza chimica/all'acqua
Se il filato UHMWPE sarà esposto a sostanze chimiche e solventi, è bene sapere che ha una forte resistenza chimica - e questo include tutto l'UHMWPE, indipendentemente dal grado. È tipicamente altamente resistente alla maggior parte degli alcali, acidi, solventi organici, agenti sgrassanti e attacchi elettrolitici.
L'UHMWPE ha un basso peso specifico, il che significa che galleggia nell'acqua. Ha anche un'elevata resistenza all'acqua, che lo rende adatto all'uso nella produzione di attrezzi acquatici e per attrezzature che saranno costantemente esposte a condizioni ambientali umide.
Ad esempio, gomene e cavi delle navi sono comunemente realizzati in UHMWPE per il duplice vantaggio di un'elevata resistenza all'acqua e all'elevata resistenza all'azione abrasiva del sale marino.
Non tossico e sicuro
Se realizzati correttamente, tutti i gradi di UHMWPE sono inodori, insapori e non tossici. Ciò fornisce sicurezza per gli addetti alla produzione nelle operazioni di produzione, oltre a sicurezza lungo la linea per gli utenti finali di prodotti realizzati con UHMWPE.
È una scelta eccellente per usi medici. L'UHMWPE è stato notoriamente utilizzato nelle sostituzioni totali dell'articolazione dell'anca per più di quattro decenni perché fornisce una superficie dell'alveolo quasi priva di attrito.
Quale tipo è il migliore per te?
Con tutte le variabili, i tipi e le dimensioni, può essere difficile scegliere l'UHMWPE giusto per soddisfare requisiti specifici. L'UHMWPE è una fibra liscia e costosa estremamente difficile da lavorare, quindi è importante selezionare un'azienda affidabile per trasformare questa fibra speciale in un prodotto finito.
