UHMWPE-Fasern verfügen über viele hervorragende Eigenschaften, wie beispielsweise hervorragende mechanische Eigenschaften, hervorragende Schlagfestigkeit, hervorragende Verschleißfestigkeit, chemische Korrosionsbeständigkeit, hervorragende Lichtbeständigkeit und so weiter.
1. Hervorragende mechanische Eigenschaften der UHMWPE-Faser.
UHMWPE-Fasern verfügen über hervorragende mechanische Eigenschaften. Bei gleicher linearer Dichte ist die Zugfestigkeit von UHMWPE-Fasern 15-mal höher als die von Stahldrahtseilen. Sie ist 40 % höher als die von Aramidfasern, die ebenfalls zu den drei Hightech-Fasern der Welt zählen, und 10-mal höher als die von hochwertigen Stahlfasern und gewöhnlichen Chemiefasern. Im Vergleich zu Stahl, E-Glas, Nylon, Polyamin, Kohlenstofffasern und Borfasern sind ihre Festigkeit und ihr Elastizitätsmodul höher als die dieser Fasern und ihre Festigkeit ist die höchste unter den Materialien gleicher Qualität.
2.Hervorragende Schlagfestigkeit der UHMWPE-Faser
Polyethylenfasern mit ultrahohem Molekulargewicht weisen eine ausgezeichnete Schlagzähigkeit auf. Ihre Fähigkeit, Energie zu absorbieren und Stößen bei Verformung und Formgebung standzuhalten, ist höher als die von Aramidfasern und Kohlefasern, die ebenfalls zu den „drei Hightech-Fasern der Welt“ zählen. Im Vergleich zu Polyamid, Aramid, E-Glasfasern, Kohlefasern und Aramidfasern weist UHMWPE-Fasern eine höhere Gesamtenergieabsorption als Stoßfestigkeit auf.
3. Hervorragende Verschleißfestigkeit der UHMWPE-Faser
Generell gilt: Je höher der Modul des Materials, desto geringer die Verschleißfestigkeit. Bei UHMWPE-Fasern ist das Gegenteil der Fall. Da UHMWPE-Fasern einen niedrigeren Reibungskoeffizienten aufweisen, ist die Verschleißfestigkeit umso höher, je höher der Modul ist. Vergleicht man den Reibungskoeffizienten von UHMWPE-Fasern mit dem von Kohlefasern und Aramidfasern, sind die Verschleißfestigkeit und Biegewechselfestigkeit von UHMWPE-Fasern deutlich höher als die von Kohlefasern und Aramidfasern. Daher ist ihre Verschleißfestigkeit besser als die anderer Hochleistungsfasern. Aufgrund ihrer hervorragenden Verschleißfestigkeit und Biegefestigkeit ist auch ihre Verarbeitungsleistung überlegen und sie lässt sich leicht zu anderen Verbundwerkstoffen und Geweben verarbeiten.
4. Chemische Korrosionsbeständigkeit der UHMWPE-Faser
Die chemische Struktur von UHMWPE-Fasern ist relativ einfach und ihre chemischen Eigenschaften relativ stabil. Darüber hinaus weist die hochkristalline Strukturausrichtung eine geringere Anfälligkeit gegenüber aktiven Genen in starken Säuren und Basen auf und bewahrt ihre ursprünglichen chemischen Eigenschaften und Struktur. Daher korrodieren die meisten chemischen Substanzen nicht so leicht. Nur wenige organische Lösungen können die Fasern leicht aufquellen lassen, und der Verlust mechanischer Eigenschaften liegt bei weniger als 10 %. Die Festigkeitsbeständigkeit von UHMWPE-Fasern und Aramidfasern in verschiedenen chemischen Medien wurde verglichen. Die Korrosionsbeständigkeit von UHMWPE-Fasern ist deutlich höher als die von Aramidfasern. Sie sind besonders säure-, alkali- und salzbeständig und verlieren nur in Natriumhypochloritlösung an Festigkeit.
5.Hervorragende Lichtbeständigkeit der UHMWPE-Faser
Aufgrund der stabilen chemischen Struktur der UHMWPE-Faser ist ihre Lichtbeständigkeit die beste unter den Hightech-Fasern. Aramidfasern sind nicht UV-beständig und können nur unter Vermeidung direkter Sonneneinstrahlung verwendet werden. Vergleicht man UHMWPE-Fasern mit Nylon und Aramidfasern mit hohem und niedrigem Modul, ist die Festigkeitsbeständigkeit von UHMWPE-Fasern deutlich höher als bei anderen Fasern.
6. Weitere Eigenschaften der UHMWPE-Faser
UHMWPE-Fasern zeichnen sich außerdem durch gute hydrophobe Eigenschaften, Wasser- und Feuchtigkeitsbeständigkeit, elektrische Isoliereigenschaften und eine lange Lebensdauer aus. Sie sind die einzige Hightech-Faser, die auf dem Wasser schwimmt, und eignen sich zudem ideal für Niedertemperaturanwendungen.
Es hat jedoch auch Nachteile, z. B. einen niedrigen Schmelzpunkt. Während der Verarbeitung darf die Temperatur 130 °C nicht überschreiten, da sonst aufgrund der schwachen Kraft zwischen den Molekülketten der UHMWPE-Fasern Kriechphänomene auftreten und die Lebensdauer verkürzt wird. Da die UHMWPE-Faser keine Farbstoffgruppe enthält, ist ihre Benetzbarkeit beeinträchtigt. Der Farbstoff kann nur schwer in die Faser eindringen, was zu einer schlechten Färbeleistung führt. Diese Nachteile beeinträchtigen den Anwendungsbereich.
Veröffentlichungszeit: 11. August 2022
