Μικτό νήμα UHMWPE

Η Zhejiang QianXiLong Special Co., Ltd και η Longkui New Material Co., Ltd είναι εταιρείες υψηλής εκτίμησης που βρίσκονται στη Ζώνη Οικονομικής Ανάπτυξης Yongkang, Zhejiang, Κίνα. Αυτές οι εταιρείες δημιουργήθηκαν από τον διάσημο όμιλο Qianxi, έναν εξέχοντα επενδυτικό όμιλο. Το QianXiLong Special Fiber (QXL) είναι μια εξαιρετική επιχείρηση υψηλής τεχνολογίας που εστιάζει στην έρευνα, την ανάπτυξη και την κατασκευή ινών UHMWPE (πολυαιθυλενίου εξαιρετικά υψηλού μοριακού βάρους). Η εταιρεία μας διαθέτει τρία εργοστάσια που βρίσκονται στο Yongkang, στο Longyou και στο Shanxi, με συνολική χωρητικότητα 4000 τόνων. Οι ίνες μας διατίθενται σε μεγάλη γκάμα από εξαιρετικά λεπτές 8D έως 2400D, ακόμη και έως 40000D, με τις ίνες υψηλής αντοχής (αντοχή άνω των 42 cN/dtex) να είναι η ειδικότητά μας. Από την άλλη πλευρά, η Longkui New Material Co., Ltd (Longkui) είναι μια κορυφαία επιχείρηση υψηλής τεχνολογίας που επικεντρώνεται στην ανάπτυξη προστατευτικών υλικών UHMWPE.

Αντοχή στη θερμότητα
Το αναμεμειγμένο νήμα UHMWPE έχει χαμηλότερη αντοχή στη θερμότητα από πολλούς άλλους τύπους ινών υψηλής αντοχής και χαμηλότερο σημείο τήξης (297 βαθμοί έως 305 βαθμούς F) από πολλά κοινά πολυμερή. Όλες οι ποιότητες θα έχουν την ίδια αντίσταση στη θερμότητα και το ίδιο σημείο τήξης λόγω της φύσης του αναμεμειγμένου νήματος UHMWPE. Για παράδειγμα, το αναμεμειγμένο νήμα UHMWPE είναι μια καλή επιλογή για βαλλιστική θωράκιση σώματος που χρησιμοποιείται στην ασφάλεια και την αστυνομία, αλλά δεν είναι καλή επιλογή για την κατασκευή εργαλείων πυροσβεστών. Αλλά όλες οι ποιότητες μικτού νήματος UHMWPE θα έχουν παρόμοιο επίπεδο αντοχής στη θερμότητα.

Αντοχή σε εφελκυσμό
Τα μικτά νήματα UHMWPE είναι 40% ισχυρότερα από τα νήματα αραμιδίου. Έχουν επίσης υψηλή αντοχή στην τριβή, ακόμη και υπό πίεση, και είναι 15 φορές πιο ανθεκτικά στην τριβή από τον ανθρακούχο χάλυβα. Εάν η αντοχή και η αποφυγή θραύσης είναι κρίσιμης σημασίας, αξιολογήστε την επιλογή του νήματος σας για να βεβαιωθείτε ότι πληροί τις απαιτήσεις αντοχής σε εφελκυσμό. Το αναμεμειγμένο νήμα UHMWPE είναι γνωστό για την υψηλή του αντοχή σε εφελκυσμό - αλλά πάντα ελέγχετε τις προδιαγραφές του προϊόντος για ακριβείς ιδιότητες εφελκυσμού. Τα δυνατά σημεία ποικίλλουν ανάλογα με τον βαθμό και τον τρόπο με τον οποίο κληρώνεται κάθε βαθμός. Ένας αλεξιπτωτιστής δεν θέλει να σπάσει ο εξοπλισμός του υπό υψηλή πίεση και η εταιρεία σας σίγουρα δεν θα ήθελε να εμπλακεί στη δημιουργία ελαττωματικών υλικών που θα μπορούσαν να προκαλέσουν ατύχημα στη γραμμή.

Αντοχή
Ανάλογα με την ποιότητα, το αναμεμειγμένο νήμα UHMWPE έχει συνήθως μοριακή μάζα μεταξύ 3,5 και 7,5 εκατομμυρίων amu, η οποία είναι αρκετά υψηλή. Το αναμεμειγμένο νήμα UHMWPE έχει επίσης πολύ υψηλή αντοχή στην κοπή. Έχει επίσης πολύ χαμηλό συντελεστή τριβής, συγκρίσιμο με το πολυτετραφθοροαιθυλένιο (PTFE), που σημαίνει ότι είναι κατάλληλο για χρήσεις που περιλαμβάνουν κίνηση και ολίσθηση. Ένα συνηθισμένο παράδειγμα είναι ο εξοπλισμός χύδην χειρισμού, ο οποίος αντιμετωπίζει συνεχείς επαναλαμβανόμενες κινήσεις.

Τα νήματα από ίνες υψηλής απόδοσης χρησιμοποιούνται ευρέως στον τομέα της βαλλιστικής προστασίας ως ύφασμα και ενισχυμένα σύνθετα υλικά λόγω των εξαιρετικών ιδιοτήτων τους. Όταν ένα νήμα κρούεται εγκάρσια από ένα βλήμα, δημιουργείται ένα εγκάρσιο κύμα στο σημείο κρούσης και ταξιδεύει μέχρι το τέλος. Ένα ταχύτερο εγκάρσιο κύμα είναι επιθυμητό για την ταχύτερη διάχυση της ενέργειας, ενισχύοντας έτσι την απόδοση κρούσης του υφάσματος ή του σύνθετου υλικού. Ωστόσο, πειραματικές μελέτες σε νήματα έχουν δείξει ότι μεμονωμένες ίνες μέσα σε ένα νήμα δεν υφίστανται κρούση ταυτόχρονα. Αντίθετα, αυτές οι ίνες σταδιακά αποτυγχάνουν μέσα στα πρώτα μικροδευτερόλεπτα. Επιπλέον, κατά τη διαδικασία κατασκευής, οι ίνες είναι επιρρεπείς σε ολίσθηση, οδηγώντας σε απώλεια νημάτων και εμπλοκή των ινών, γεγονός που εμποδίζει την ομαλή παραγωγή, ιδιαίτερα στην ύφανση υφασμάτων υψηλής πυκνότητας ανθεκτικά στην κρούση. Επιπλέον, τα πειράματα έχουν αποκαλύψει ότι όταν τα υφαντά υφάσματα υποβάλλονται σε μεταγενέστερη επεξεργασία με ρητίνη για τη δημιουργία επικαλυμμένων υφασμάτων, ορισμένες ίνες μπορεί να εμφανίζουν ανομοιόμορφη διείσδυση ρητίνης. Υπό αυτές τις συνθήκες, το νήμα συμπεριφέρεται ως μια συλλογή χωριστών στοιχείων ίνας, η οποία επηρεάζει τη διάδοση του εγκάρσιου κύματος και δυνητικά μειώνει τη συνολική αντίσταση κρούσης της δομής. Η έρευνα έχει δείξει ότι η θερμοπλαστική πολυουρεθάνη (PU) είναι ένα προτιμώμενο πολυμερές πλήρωσης λόγω της εξαιρετικής ικανότητας επεξεργασίας και χημικής σταθερότητάς της. Συγκεκριμένα, η μοριακή του αλυσίδα περιέχει εύκαμπτα τμήματα που ενισχύουν την αντίσταση στην κάμψη, την κρούση και την απορρόφηση ενέργειας. Για να βελτιωθεί η ικανότητα των ινών αναμεμειγμένων νημάτων UHMWPE και η συνολική αντίσταση κρούσης των σύνθετων υλικών του, οι ίνες επικαλύπτονται για να ενισχύσουν τη διαβρεξιμότητα των νημάτων του πυρήνα στην επόμενη μετα-επεξεργασία ρητίνης υφάσματος.

Οι ιδιότητες εφελκυσμού των νημάτων από ίνες διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο στον καθορισμό της βαλλιστικής απόδοσης των υφασμάτων και των σύνθετων υλικών, και ως εκ τούτου είναι ζωτικής σημασίας για το σχεδιασμό του αλεξίσφαιρου εξοπλισμού. Οι περισσότερες ερευνητικές προσπάθειες έχουν επικεντρωθεί στη διερεύνηση των ιδιοτήτων εφελκυσμού μεμονωμένων νημάτων, με περιορισμένες μελέτες σε σύνθετα νήματα με στρώσεις επικάλυψης. Ανακάλυψε ότι ο ρυθμός παραμόρφωσης των ιδιοτήτων εφελκυσμού του μικτού νήματος UHMWPE εμφάνισε υψηλή ευαισθησία σε χαμηλό ρυθμό παραμόρφωσης (3,3 × 10−5 έως 0,33/s). Ωστόσο, αυτές οι ιδιότητες εφελκυσμού ήταν ανεξάρτητες από 0,33–400/s. Οι Wang et al. Ανέφερε ότι η αντοχή σε εφελκυσμό των νημάτων E-glass αυξήθηκε σταδιακά (90–1700 s−1), ενώ η τάση προς αστοχία αυξήθηκε με το ρυθμό παραμόρφωσης (κάτω από 1110 s−1) και μειώθηκε με το ρυθμό παραμόρφωσης (υπέρβαση των 1300 s−1 ) παρατήρησε ότι η τάση θραύσης των νημάτων PVA αυξήθηκε με την αύξηση του ρυθμού παραμόρφωσης (0,01–1500 s−1). Ωστόσο, η τάση αστοχίας των νημάτων ινών PVA μειώθηκε σημαντικά με την αύξηση του ρυθμού παραμόρφωσης (0,01–270 s−1), αλλά αυξήθηκε με την αύξηση του ρυθμού παραμόρφωσης (270–1500 s−1). Διαπιστώθηκε ότι τα νήματα βασάλτη εμφάνισαν σημαντική επίδραση του ρυθμού παραμόρφωσης, με την αύξηση του ρυθμού παραμόρφωσης που είχε ως αποτέλεσμα υψηλότερη αντοχή εφελκυσμού και χαμηλότερη τάση έως αστοχία. Διεξήγαγε έρευνα σχετικά με το ότι η καταστροφική τάση και η καταπόνηση αστοχίας του υλικού σταδιακά αυξήθηκαν (0,01–180 s−1). Στην περίπτωση σύνθετων νημάτων με στρώσεις επίστρωσης. Ανακάλυψε ότι τα επικαλυμμένα νήματα νανοσωλήνων άνθρακα εμφάνισαν υψηλότερες τελικές αντοχές σε εφελκυσμό σε σύγκριση με τα νήματα νανοσωλήνων καθαρού άνθρακα όταν υποβλήθηκαν σε επιτόπια φόρτιση. Επιπλέον, τα επικαλυμμένα νήματα έδειξαν πιο συνεκτική συμπεριφορά θραύσης σε σύγκριση με τα μη επικαλυμμένα νήματα. Επικεντρώθηκε στην επίστρωση ινών νήματος αναμεμειγμένων UHMWPE με PU και διαπίστωσε ότι το τέντωμα του σύνθετου νήματος υπό οιονεί στατικές συνθήκες αύξησε σημαντικά την αντοχή του. Ωστόσο, καμία από αυτές τις μελέτες δεν αφορούσε συνθήκες δυναμικής φόρτισης. Τα υφάσματα χτυπήθηκαν από ένα βλήμα, οι κακές ιδιότητες τριβής μεταξύ του νήματος του βλήματος και του μεταξύ του νήματος είχαν ως αποτέλεσμα τα νήματα να γλιστρήσουν πάνω από το βλήμα. Επομένως, δεν παρατηρήθηκε αστοχία νήματος στα πειράματά τους. Ανέφερε ότι ο ψεκασμός επιστρώσεων σε υφάσματα από μικτά νήματα UHMWPE αύξησε σημαντικά τον συντελεστή τριβής των επικαλυμμένων δειγμάτων σε σύγκριση με τα τακτοποιημένα αντίστοιχα και βελτίωσε την αντοχή των υφασμάτων σε κρούση.

Η τρέχουσα έλλειψη έρευνας σχετικά με τη δυναμική μηχανική συμπεριφορά των σύνθετων νημάτων και η περιορισμένη κατανόηση του μηχανισμού σκλήρυνσης πολυουρεθάνης (PU) στο νήμα υπό δυναμική φόρτιση. Για να αντιμετωπιστεί αυτό το κενό, αυτή η μελέτη εμποτίζει υλικό νήματος από πολυαιθυλένιο υπερυψηλού μοριακού βάρους (UHMWPE blended νήμα) με διάλυμα PU και στη συνέχεια το ωριμάζει για να δημιουργήσει σύνθετα νήματα PU/PE.