تتمتع ألياف UHMWPE بالعديد من الخصائص الممتازة، مثل الخصائص الميكانيكية الممتازة، ومقاومة التأثير الممتازة، ومقاومة التآكل الممتازة، ومقاومة التآكل الكيميائي، ومقاومة الضوء الممتازة وما إلى ذلك.
1. خصائص ميكانيكية ممتازة لألياف UHMWPE.
تتميز ألياف UHMWPE بخواص ميكانيكية ممتازة. عند نفس الكثافة الخطية، تبلغ قوة شد ألياف UHMWPE 15 ضعف قوة شد حبال الأسلاك الفولاذية. وهي أعلى بنسبة 40% من ألياف الأراميد، التي تُعدّ أيضًا من بين الألياف الثلاثة عالية التقنية في العالم، وأعلى بعشر مرات من ألياف الفولاذ عالية الجودة والألياف الكيميائية العادية. وبالمقارنة مع ألياف الفولاذ والزجاج الإلكتروني والنايلون والبولي أمين وألياف الكربون وألياف البورون، فإن قوتها ومعامل مرونتها أعلى من تلك الموجودة في هذه الألياف، كما أنها الأعلى بين المواد من نفس الجودة.
2. مقاومة ممتازة للصدمات لألياف UHMWPE
تتميز ألياف البولي إيثيلين فائقة الوزن الجزيئي بمقاومة ممتازة للصدمات. وتتفوق قدرتها على امتصاص الطاقة ومقاومة الصدمات أثناء التشوه والتشكيل على ألياف الأراميد وألياف الكربون، وهما أيضًا من بين "ثلاث ألياف عالية التقنية" في العالم. وبالمقارنة مع البولي أميد والأراميد وألياف الزجاج E وألياف الكربون وألياف الأراميد، تتميز ألياف UHMWPE بامتصاص طاقة إجمالي أعلى من امتصاص الصدمات.
3. مقاومة ممتازة للتآكل لألياف UHMWPE
بشكل عام، كلما زادت معامل مرونة المادة، انخفضت مقاومتها للتآكل، ولكن العكس هو الصحيح بالنسبة لألياف UHMWPE. فنظرًا لانخفاض معامل احتكاكها، زادت مقاومتها للتآكل. وبمقارنة معامل احتكاك ألياف UHMWPE مع معامل احتكاك ألياف الكربون والأراميد، نجد أن مقاومة ألياف UHMWPE للتآكل وإجهاد الانحناء أعلى بكثير من ألياف الكربون والأراميد. لذا، تتفوق مقاومتها للتآكل على الألياف الأخرى عالية الأداء. وبفضل مقاومتها الممتازة للتآكل والانحناء، تتميز بأداء معالجة متفوق، ويمكن استخدامها بسهولة في تصنيع مواد وأقمشة مركبة أخرى.
4. مقاومة التآكل الكيميائي لألياف UHMWPE
التركيب الكيميائي لألياف UHMWPE بسيط نسبيًا، وخصائصها الكيميائية مستقرة نسبيًا. علاوة على ذلك، تتميز ببنية بلورية عالية، مما يجعلها أقل عرضة لتأثير العوامل المسببة للتآكل في الأحماض والقواعد القوية، وتحافظ على خصائصها الكيميائية الأصلية. لذلك، يصعب تآكل معظم المواد الكيميائية. فقط بعض المحاليل العضوية يمكنها أن تسبب انتفاخًا طفيفًا، ونسبة فقدانها للخواص الميكانيكية أقل من 10%. تمت مقارنة قوة احتفاظ ألياف UHMWPE وألياف الأراميد في أوساط كيميائية مختلفة. وتُعد مقاومة ألياف UHMWPE للتآكل أعلى بشكل واضح من مقاومة ألياف الأراميد. وتتميز بثباتها العالي في الأحماض والقلويات والملح، ولا تفقد قوتها إلا في محلول هيبوكلوريت الصوديوم.
5. مقاومة ممتازة للضوء لألياف UHMWPE
بفضل ثبات التركيب الكيميائي لألياف UHMWPE، تُعدّ مقاومتها للضوء الأفضل بين الألياف عالية التقنية. ألياف الأراميد ليست مقاومة للأشعة فوق البنفسجية، ولا يُمكن استخدامها إلا في حالة تجنّب أشعة الشمس المباشرة. بمقارنة ألياف UHMWPE بالنايلون، والأراميد ذي معامل المرونة العالي والمنخفض، فإنّ قدرة ألياف UHMWPE على الاحتفاظ بالقوة أعلى بكثير من الألياف الأخرى.
6. خصائص أخرى لألياف UHMWPE
تتميز ألياف UHMWPE أيضًا بخواص ممتازة لمقاومة الماء والرطوبة، وعزل كهربائي، وعمر افتراضي طويل. وهي الألياف الوحيدة عالية التقنية التي تطفو على الماء، كما أنها مادة مثالية لدرجات الحرارة المنخفضة.
لكن لها أيضًا عيوبها، منها انخفاض درجة انصهارها. أثناء المعالجة، يجب ألا تتجاوز درجة الحرارة 130 درجة مئوية، وإلا ستحدث ظاهرة الزحف، وسيقل عمر الخدمة بسبب ضعف القوة بين السلاسل الجزيئية لألياف UHMWPE. لا تحتوي ألياف UHMWPE على مجموعة صبغة، مما يُضعف قابليتها للبلل. يصعب على الصبغة اختراق الألياف، مما يُؤدي إلى ضعف أداء الصباغة. تؤثر هذه العيوب على نطاق تطبيقها.
وقت النشر: ١١ أغسطس ٢٠٢٢
