Sterk en duurzaam, UHMWPE-garens (polyethyleen met ultrahoog moleculair gewicht) hebben de hoogste treksterkte van alle thermoplasten. U kent deze garens wellicht ook onder de namen Spectra® en Dyneema®.
UHMWPE-garens zijn een uitstekende keuze voor toepassingen met hoge spanning, hoge vochtigheid en hoge slijtage. UHMWPE heeft een breed scala aan toepassingen, van medisch tot productie, waaronder:
Sportuitrusting gemaakt voor parachutespringen, skiën en vissen
Ballistische uitrusting, zoals kogelvrije vesten
Touwen, koorden en textiel voor de maritieme industrie
Apparatuur en onderdelen voor de auto-industrie
Verwerking van de voedingsmiddelen- en drankenindustrie
Apparatuur voor productie en bulkbehandeling
Industrieën zoals mijnbouw, mineralen, civiele techniek en grondverzet
Vele soorten touwen en koorden
Er zijn verschillende soorten UHMWPE beschikbaar, dus het is belangrijk om de juiste fabrikant en het juiste type voor uw toepassing te selecteren. Een van de soorten die Honeywell bijvoorbeeld aanbiedt, is een Spectra® type S-900 met een modulus van ongeveer 900 g/den met een rek bij breuk van ongeveer 3,6 procent. Dit is heel anders dan een van de producten van DSM, Dyneema® type SK-38, die een modulus heeft van ongeveer 396 g/den met een rek bij breuk van ongeveer 6,5 procent. Verschillende bedrijven bieden een aantal verschillende kwaliteiten en maten aan die verschillende eigenschapsverschillen hebben.
Hier zijn enkele van de belangrijkste eigenschappen van UHMWPE om naar te kijken bij het kiezen van het materiaal voor uw toepassing.
Hittebestendig
UHMWPE heeft een lagere hittebestendigheid dan veel andere soorten zeer sterke vezels en een lager smeltpunt (297 graden tot 305 graden F) dan veel gewone polymeren. Alle soorten hebben dezelfde hittebestendigheid en hetzelfde smeltpunt vanwege de aard van UHMWPE.
UHMWPE is bijvoorbeeld een goede optie voor ballistische kogelvrije vesten die worden gebruikt bij veiligheids- en politiewerk, maar is geen goede keuze voor de fabricage van brandweeruitrusting. Maar alle soorten UHMWPE zouden een vergelijkbaar niveau van hittebestendigheid hebben.
Treksterkte
UHMWPE-garens zijn 40 procent sterker dan aramidegarens. Ze hebben ook een hoge slijtvastheid, zelfs onder druk, en zijn 15 keer beter bestand tegen slijtage dan koolstofstaal. Als sterkte en het voorkomen van breuk van cruciaal belang zijn, evalueer dan uw garenkeuze om er zeker van te zijn dat het voldoet aan uw treksterkte-eisen.
UHMWPE staat bekend om zijn hoge treksterkte - maar controleer altijd de productspecificaties voor exacte trekeigenschappen. Sterke punten variëren afhankelijk van het cijfer en precies hoe elk cijfer wordt getrokken. Een parachutist wil niet dat zijn uitrusting kapot gaat onder hoge belasting, en uw bedrijf zou zeker niet betrokken willen zijn bij het maken van defecte materialen die later een ongeluk kunnen veroorzaken.
Duurzaamheid
Afhankelijk van de kwaliteit heeft UHMWPE meestal een molecuulmassa tussen 3,5 en 7,5 miljoen amu, wat vrij hoog is. UHMWPE heeft ook een zeer hoge snijweerstand. Het heeft ook een zeer lage wrijvingscoëfficiënt, vergelijkbaar met polytetrafluorethyleen (PTFE), wat betekent dat het zeer geschikt is voor gebruik met beweging en glijden. Een veelvoorkomend voorbeeld is apparatuur voor bulkbehandeling, die voortdurend repetitieve bewegingen ondergaat.
Het is belangrijk op te merken dat garens uiteindelijk wat bekend staat als kruip kunnen ontwikkelen onder constante spanningsbelastingen. Wanneer kruip optreedt, kan deze geleidelijke verlenging van vezels een beperktere levensduur veroorzaken. Houd dit nauwlettend in de gaten in omstandigheden met niet aflatende spanning.
Kruip wordt gemeten in modulus of weerstand tegen vervorming. UHMWPE-vezels hebben een hoge sterkte en een hoge modulus in de vezelrichting. Omdat het ook een lage dichtheid heeft, heeft het een hoge sterkte op gewichtsbasis.
UHMWPE heeft minder kruip dan andere vezels zoals polyester. Als kruip van groot belang is - misschien bij de fabricage van recurve pezen - zou een UHMWPE-kwaliteit met een hogere modulus de beste keuze kunnen zijn. UHMWPE heeft ook een aanzienlijk betere UV-bestendigheid dan aramidegaren en is meestal een betere keuze voor buitentoepassingen.
Zo is er een Dyneema® type SK 99 met een modulus van 1801 g/den en ook een type DM 20 met een modulus van 1088 g/dn. Beide materialen worden beschouwd als hoge modulus, maar afhankelijk van de kwaliteit die u kiest, kan de ene aanzienlijk hoger zijn dan de andere. Spectra®-vezel heeft ook vergelijkbare aanbiedingen met brede modulusbereiken.
Chemische/waterbestendigheid
Als het UHMWPE-garen wordt blootgesteld aan chemicaliën en oplosmiddelen, is het goed om te weten dat het een sterke chemische weerstand heeft - en dat geldt ook voor alle UHMWPE, ongeacht de kwaliteit. Het is doorgaans zeer goed bestand tegen de meeste basen, zuren, organische oplosmiddelen, ontvettingsmiddelen en elektrolytische aanvallen.
UHMWPE heeft een laag soortelijk gewicht, wat betekent dat het in water blijft drijven. Het heeft ook een hoge waterbestendigheid, waardoor het goed te gebruiken is bij de vervaardiging van wateruitrusting en voor uitrusting die voortdurend wordt blootgesteld aan natte omgevingsomstandigheden.
Scheepstrossen en -kabels worden bijvoorbeeld gewoonlijk gemaakt van UHMWPE vanwege de dubbele voordelen van hoge weerstand tegen water en hoge weerstand tegen de schurende werking van zeezout.
Niet giftig en veilig
Als ze op de juiste manier worden gemaakt, zijn alle soorten UHMWPE geurloos, smaakloos en niet-toxisch. Dit biedt veiligheid voor productiemedewerkers in productieactiviteiten, plus veiligheid langs de lijn voor eindgebruikers van producten gemaakt met UHMWPE.
Het is een uitstekende keuze voor medisch gebruik. UHMWPE wordt al meer dan vier decennia gebruikt bij totale heupgewrichtvervangingen omdat het een vrijwel wrijvingsloos gewrichtskomoppervlak biedt.
Welk type past het beste bij jou?
Met alle variabelen, soorten en maten kan het moeilijk zijn om de juiste UHMWPE te kiezen om aan specifieke eisen te voldoen. UHMWPE is een gladde, dure vezel die buitengewoon moeilijk te verwerken is, dus het is belangrijk om een betrouwbaar bedrijf te selecteren om deze speciale vezel tot een eindproduct te verwerken.
