معرفة بالمواد المضادة للرصاص - البولي إيثيلين عالي الوزن الجزيئي

ألياف البولي إيثيلين ذات الوزن الجزيئي العالي جدًا (UHMWPE)، والمعروفة أيضًا بألياف البولي إيثيلين عالية القوة، هي إحدى الألياف الثلاث عالية التقنية في العالم اليوم (ألياف الكربون، وألياف الأراميد، وألياف البولي إيثيلين ذات الوزن الجزيئي العالي جدًا)، وهي أيضًا أقوى الألياف في العالم. فهي خفيفة الوزن كالورق وصلبة كالفولاذ، وتزيد قوتها 15 مرة عن قوة الفولاذ، وضعف قوة ألياف الكربون والأراميد 1414 (ألياف كيفلر). وهي حاليًا المادة الرئيسية في صناعة السترات الواقية من الرصاص.
يتراوح وزنها الجزيئي من 1.5 مليون إلى 8 ملايين، وهو ما يعادل عشرات المرات من وزن الألياف العادية، وهو أيضًا أصل اسمها، ولها أداء ممتاز للغاية.

البولي إيثيلين

1. يتميز الهيكل بكثافته وخموله الكيميائي القوي، ولا تؤثر محاليل الأحماض والقواعد القوية والمذيبات العضوية على قوته.
2. تبلغ الكثافة 0.97 جرام فقط لكل سنتيمتر مكعب، ويمكنها أن تطفو على سطح الماء.
3. معدل امتصاص الماء منخفض للغاية، ولا داعي عمومًا للتجفيف قبل التشكيل والمعالجة.
4. يتميز بمقاومة ممتازة للعوامل الجوية والتقادم، ومقاومة للأشعة فوق البنفسجية. فبعد 1500 ساعة من التعرض لأشعة الشمس، لا تزال نسبة احتفاظ الألياف بقوتها عالية تصل إلى 80%.
5. يتمتع بتأثير حماية ممتاز من الإشعاع ويمكن استخدامه كلوحة حماية لمحطات الطاقة النووية.
6. مقاومة درجات الحرارة المنخفضة، لا يزال يتمتع بالليونة عند درجة حرارة الهيليوم السائل (-269 درجة مئوية)، بينما تفقد ألياف الأراميد فعاليتها المضادة للرصاص عند -30 درجة مئوية؛ كما يمكنه الحفاظ على قوة صدم ممتازة في النيتروجين السائل (-195 درجة مئوية)، وهي خاصية لا تمتلكها أنواع البلاستيك الأخرى، وبالتالي يمكن استخدامه كمكونات مقاومة لدرجات الحرارة المنخفضة في الصناعة النووية.
٧. تتميز ألياف البولي إيثيلين ذات الوزن الجزيئي العالي جدًا بمقاومة فائقة للتآكل والانحناء والإجهاد الشدّي، وهي الأقوى بين الألياف عالية الأداء المتوفرة حاليًا، فضلًا عن مقاومتها المتميزة للصدمات ومتانتها العالية في القطع. ويصعب قصّ ألياف البولي إيثيلين ذات الوزن الجزيئي العالي جدًا، التي لا يتجاوز سمكها ربع سمك الشعرة، بالمقص، لذا يتطلب قصّ النسيج المُعالَج استخدام آلة خاصة.
8. يتميز البولي إيثيلين فائق الوزن الجزيئي (UHMWPE) أيضاً بأداء عزل كهربائي ممتاز.
٩. صحي وغير سام، ويمكن استخدامه في ملامسة الأغذية والأدوية. بالمقارنة مع أنواع البلاستيك الهندسي الأخرى، تعاني ألياف البولي إيثيلين ذات الوزن الجزيئي العالي جدًا من عيوب رئيسية مثل انخفاض مقاومتها للحرارة وصلابتها، ولكن يمكن تحسينها من خلال طرق مثل الحشو والربط المتشابك. من منظور مقاومة الحرارة، فإن درجة انصهار البولي إيثيلين ذي الوزن الجزيئي العالي جدًا (١٣٦ درجة مئوية) هي نفسها تقريبًا درجة انصهار البولي إيثيلين العادي، ولكن نظرًا لوزنه الجزيئي الكبير ولزوجته العالية عند الانصهار، فإنه يصعب معالجته.


تاريخ النشر: 30 أبريل 2024