Polyetylen có trọng lượng phân tử cực cao (UHMWPE, UHMW) là một tập hợp con của polyetylen nhựa nhiệt dẻo.Còn được gọi là polyetylen mô đun cao, (HMPE), …
Polyethylene có trọng lượng phân tử siêu cao (UHMW-PE) là một loại nhựa nhiệt dẻo kỹ thuật có trọng lượng phân tử lớn hơn 3,1 AMU (đơn vị khối lượng nguyên tử).Trọng lượng phân tử cao tăng cường một số tính chất vật lý quan trọng, trong đó ít nhất là khả năng chống mài mòn vượt trội, độ bền va đập cao và hệ số ma sát thấp.Ngoài ra, polyme có khả năng kháng hóa chất tốt, đặc tính giảm âm tuyệt vời, đặc tính cách điện và cách điện vượt trội và không hấp thụ độ ẩm.
Những đặc tính này, kết hợp với khả năng dễ gia công, tạo nên UHMW-PE, một vật liệu tiết kiệm chi phí đáp ứng các yêu cầu của FDA và USDA khi tiếp xúc trực tiếp với thực phẩm. Nó được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp thực phẩm, đồ uống, y tế và dược phẩm.Chất lượng không xốp của UHMW-PE ức chế sự phát triển của nấm hoặc vi khuẩn.UHMW-PE cũng được sử dụng rộng rãi trong ngành dệt, xử lý hóa chất, bột giấy và giấy, khai thác mỏ, hàng hải, thép, xử lý nước và nước thải, xử lý vật liệu rời và nông nghiệp.
Đặc tính của UHMW-PE có thể được tăng cường thông qua việc sử dụng các chất phụ gia như chất tạo màu, chất ổn định nhiệt và tia cực tím, chất chống tĩnh điện, chất độn chống mài mòn và chất bôi trơn giảm ma sát.Kim loại hoặc quặng có thể được sử dụng để tăng trọng lượng và làm cho polyme có thể phát hiện được từ tính, trong khi các chất độn khác làm tăng nhiệt độ vận hành môi trường.
Vì UHME-PE là một polyme bán tinh thể nên nó phải được thiêu kết bằng phương pháp ép khuôn hoặc ép đùn.Ủ, trước khi gia công, giúp loại bỏ ứng suất xử lý do quá trình thiêu kết gây ra.Các bộ phận gia công hoàn thiện cũng có thể được ủ, nhưng những bộ phận đó phải được cố định trong quá trình làm mát để có thể co lại trong quá trình ủ.Gia công thô nên được thực hiện trước khi giảm ứng suất để có thể điều chỉnh các thay đổi về kích thước trong quá trình gia công cuối cùng.
Có sẵn ở dạng tấm, thanh và ống tiêu chuẩn để sản xuất các bộ phận có kích thước ổn định, UHMW-PE có thể được cưa, xay, tiện, bào, khoan hoặc đục lỗ.Dụng cụ cắt phải có góc nghiêng cao và khoảng sáng gầm đủ để tránh tắc nghẽn.Tốc độ tiến dao phải cao để có thời gian tối thiểu cho dụng cụ cắt làm nóng vật liệu bằng ma sát.Cần cẩn thận để giữ cho dụng cụ luôn sắc bén vì UHMW-PE có thể nhanh chóng làm mờ các cạnh cắt của dụng cụ, gây biến dạng bộ phận.Có thể đạt được độ hoàn thiện bề mặt chất lượng cao bằng cách sử dụng các công cụ cắt thích hợp, mặc dù những nỗ lực cải thiện độ hoàn thiện kém bằng cách giũa hoặc chà nhám nhìn chung sẽ dẫn đến vẻ ngoài xấu đi.
Hầu hết các quy trình gia công đều có dung sai từ +/-.005 đến +/-.010.Tuy nhiên, chiều dài của các dải cắt bằng cưa thường là +/-.030 do tốc độ giãn nở và co nhiệt tuyến tính khá cao UHMW-PE khiến chiều dài của một mảnh dễ bị ảnh hưởng bởi những thay đổi của môi trường.
Quy trình gia công
Cưa: Đối với cưa tròn, lưỡi cưa có đầu bằng cacbua cho kết quả tốt nhất.Lưỡi có đường kính 12-14” phải có khoảng 24 răng.Tốc độ nạp liệu có thể dao động từ 10 đến 40 feet mỗi phút.Để cưa vòng, sử dụng lưỡi có ba răng trên mỗi inch, nên sử dụng bộ cào và góc cào dương.Tốc độ thức ăn dao động từ 10 đến 40 feet mỗi phút.
Tiện: Sử dụng các mũi khoan công cụ bằng thép tốc độ cao với khoảng hở mặt trước và mặt bên 10” và độ nghiêng 15-30”.Cần có tốc độ cắt thấp hơn từ 600 đến 1.000 feet mỗi phút.Tuy nhiên, thường phải chạy ở tốc độ vòng tua cao hơn để giữ chip khỏi máy.Không cần thiết phải dùng chất lỏng cắt nhưng một luồng khí nén đôi khi sẽ hỗ trợ loại bỏ phoi.Khi cố gắng đạt được dung sai gần hoặc phần có thành rất mỏng trong UHMW-PE, hãy gia công theo lượt.Loại bỏ hầu hết vật liệu trong lần đầu tiên, sau đó để mảnh đó nghỉ qua đêm.
Phay: Dao cắt được thiết kế để gia công nhôm cho kết quả tốt nhất.Tốc độ cắt được đề xuất là 600 đến 1.800 feet mỗi phút, với tốc độ nạp khoảng 0,01 inch trên mỗi vòng quay.Các bit của bộ định tuyến hoạt động tốt cho việc xẻ rãnh và phay nhẹ.
Bào: Máy bào gỗ dễ dàng giảm độ dày và làm phẳng bề mặt của UHMW-PE.Một chiếc máy cứng với lưỡi dao sắc bén sẽ giúp loại bỏ phôi rất hiệu quả và hoàn thiện bề mặt tốt.Để giảm thiểu khả năng cong vênh khi gia công UHMW-PE, hãy làm phẳng một nửa độ dày mong muốn từ mỗi mặt của tấm.
Khoan: Máy khoan tốc độ cao thông thường phù hợp cho hầu hết các ứng dụng khoan.Để có hiệu suất tối ưu, hãy sử dụng mũi khoan xoắn thấp đặc biệt có rãnh được đánh bóng.Khoan các lỗ thí điểm trước khi khoan một lỗ lớn không được khuyến khích cho UHMW-PE, vì đặc tính của nó khiến mũi khoan tự hút và kéo vào vật liệu.
Mài/chà nhám: Do đặc tính chống mài mòn của UHMW-PE nên việc mài và chà nhám thường không hiệu quả.Trên thực tế, quá trình mài có thể làm cho vật liệu tan chảy và nhòe, dẫn đến bánh mài bị tắc.
UHMW-PE được biến tính bằng các chất phụ gia như thủy tinh hoặc oxit kim loại sẽ làm giảm tuổi thọ dụng cụ.Mặc dù các công cụ cacbua sẽ tăng thêm tuổi thọ cho công cụ nhưng nó đòi hỏi tốc độ và bước tiến cao hơn.Một số vật liệu có tỷ lệ phụ gia mài mòn rất cao không thể gia công bằng bất kỳ phương pháp nào.
Hình thành và hàn
UHMW-PE có thể được tạo hình nóng trong quá trình gia công để tạo ra các đường cong và góc đơn giản giúp dễ dàng lắp đặt.Cho dù chọn phương pháp nào - đèn khò, lò sưởi điện, lò nướng hoặc bồn tắm - cần thận trọng khi sử dụng và cố gắng hết sức để không làm vật liệu quá nóng.UHMW-PE, giống như bất kỳ loại nhựa nào, sẽ cháy trong điều kiện không phù hợp.Ngoài ra, chu trình làm mát hoàn chỉnh sẽ dài hơn chu trình làm nóng một chút do đặc tính giữ nhiệt cao của UHMW-PE.Không nên làm mát bề mặt bê tông hoặc kim loại vì quá trình này sẽ diễn ra quá nhanh và có thể gây thêm ứng suất vào vật liệu.Một khuyến nghị bổ sung là che phủ vật liệu bằng một tấm chăn cách nhiệt làm từ vật liệu như sợi thủy tinh.
UHMW-PE tạo hình nguội thường được sử dụng khi có nhu cầu lắp các đường cong, góc cạnh.Cho dù sử dụng máy ép phanh, lăn, tạo hình bằng tay hay sử dụng bu lông để kéo và tạo hình chi tiết tại chỗ, góc và đường cong phải được uốn cong quá mức từ 75 đến 100 phần trăm để bù đắp cho hiệu ứng đàn hồi của UHMW-PE.Có thể giảm khả năng xảy ra vết nứt do ứng suất bằng cách sử dụng các tấm 3/8” hoặc mỏng hơn khi tạo hình nguội.
Có thể thực hiện hàn quay hoặc hàn ma sát bằng cách sử dụng máy tiện tiêu chuẩn có tốc độ từ 550 đến 560 vòng/phút với khả năng dừng quay ngay khi đạp phanh và một tấm dự phòng bằng kim loại bằng thép ¼”, có đường kính nhỏ hơn một chút so với mặt bích. OD.Loại mối hàn này cần 48 giờ để kết tinh hoàn toàn trước khi đưa ống vào sử dụng.
Butt, hay còn gọi là nung nóng tấm để nối các tấm phẳng thành các đoạn dài hoặc cuộn, đòi hỏi phải sử dụng dụng cụ gia nhiệt bằng kim loại, được phủ một chất chống dính, có khả năng đạt đến nhiệt độ cần thiết để đưa polyme về trạng thái nóng chảy.Quá trình này đòi hỏi phải sử dụng thiết bị làm sạch đặc biệt để đạt được các mối hàn đồng nhất với độ bền từ 85 đến 100% độ bền vật liệu ban đầu.
Chất kết dính
Hệ số ma sát thấp, bề mặt không xốp của UHMW-PE khiến cho bất kỳ chất kết dính nào khó có thể xâm nhập vào polyme và hình thành liên kết.Hãy tham khảo ý kiến nhà cung cấp chất kết dính của bạn để biết các quy trình được khuyến nghị để liên kết UHMW-PE với các chất nền khác nhau, mặc dù các loại ốc vít cơ học được khuyên dùng cho hầu hết các ứng dụng.
Thời gian đăng: Jan-24-2018