数ブラウズ：66 著者：サイトエディタ 公開された： 2024-11-18 起源：パワード
超高分子量ポリエチレン (UHMW) および高密度ポリエチレンは、エチレンモノマーの信頼できる熱可塑性ポリマーです。通常、チーグラー・ナッタ触媒の存在下で水素とエチレンガスを重合すると HDPE が生成され、メタロセン触媒を使用すると UHMW が生成されます。
これらの材料は似ていますが、組成と用途の両方が異なります。この投稿では、UHMW と HDPE の主な違いと用途に焦点を当てます。
UHMWPE は、頑丈でありながら手頃な価格の耐摩耗性素材で、さまざまな摩耗用途に適しています。この半結晶質の標準プラスチックは、低い摩擦係数に加えて、高い耐衝撃性と耐腐食性も備えています。
横方向に伸びる独特の細長いポリマー鎖により、約 5 ～ 9M AMU という高い分子量を誇ります。
後続のポリマー鎖はファンデルワールス力により互いに結合します。この力により、チェーンを広げるのに必要なエネルギーが増加し、UHMW は現代の熱可塑性樹脂よりも耐久性が高くなります。
さらに、UHMW は無臭、無毒、非粘着性です。これらの特性により、歯車、ローラー、ネジ、滑り板、スターホイールの製造に適しています。
同様に、UHMW は非粘着性と自己潤滑性を備えているため、コンベア システム、船舶用ドックのフェンダー、トラックの荷台ライニングなどの摩耗の激しい用途に適しています。
HDPE パイプで使用される場合、アルカリ性として知られる高密度ポリエチレンは、軽く詰まったポリマー鎖で構成されています。
HDPE はポリマー鎖の分岐が少ないという特徴があるにもかかわらず、比較的剛性が高く、適度な耐衝撃性を備えています。その結果、120°C もの高温でも安全に取り扱うことができ、オートクレーブ可能になります。
この素材はわずかに不透明で、液体の透過性が低いです。また、優れた強度対密度比と優れた耐薬品性も誇ります。
HDPE では射出成形やブロー成形が可能で、真空成形、プラスチック溶接、熱成形技術を使用してさらに成形することもできます。
この熱可塑性プラスチックは透湿性が低いため、巨大な水や化学薬品の貯蔵タンク、ビニール袋、まな板、トレイの製造に適しています。
遊具、ジオメンブレン、不浸透性配管システムでも有名です。 HDPE は溶接、機械加工、リサイクルが容易ですが、耐久性が低く、UHMW ポリエチレンよりも耐摩耗性が低くなります。
UHMW と HDPE は、構造上は区別できませんが、強度、多用途性、費用対効果が異なります。これらの熱可塑性プラスチックについて情報に基づいた決定を下すのに役立つ、いくつかの重要な違いを以下に示します。
HDPE と UHMW の大きな相違点は、分子量に顕著に現れます。 UHMW は最大の耐久性と強度を実現するために長いポリマー鎖を備えていますが、HDPE は短い鎖なので加工が容易で、低コストの用途には魅力的です。
財産 | UHMW | HDPE |
分子量 | 非常に高い | 高い |
密度 | 0.93 - 0.95 g/cm3 | 0.93 - 0.97 g/cm3 |
衝撃強度 | 熱可塑性プラスチックの中で最高 | 良い |
耐摩耗性 | 優れた | 適度 |
耐薬品性 | 良い | いくつかの化学薬品との相性が抜群 |
摩擦係数 | ~0.14 | ~0.20 |
比較的、UHMWはHDPEに比べて耐久性に優れ、耐摩耗性に優れています。非常に長いポリマー鎖に加えて、UHMW 分子はしっかりと詰まっているため、摩耗が少なくなります。
コンベア ベルトなどの摩耗の激しい用途では、UHMW は HDPE をはるかに上回り、最大 10 倍長持ちします。一方、HDPE は溶接や機械に優れています。
UHMW は、入手可能なすべての熱可塑性プラスチックの中で最も高い耐衝撃性を備えています。 HDPE の 100 倍の衝撃に耐えることができ、破裂したり裂けたりすることはありません。長い鎖と緻密な微細構造により、超高分子量ポリエチレンは完璧なエネルギー吸収を誇ります。
この触感の強さにより、UHMW は衝撃の大きい用途に適しており、落下や落下による損傷を最小限に抑えます。対照的に、HDPE はそのような状況では破損する可能性があります。
UHMW は十分な耐薬品性を備えていますが、HDPE の耐薬品性は化学薬品によって異なり、良好な信頼性から優れた信頼性までさまざまです。通常、UHMW ポリエチレンとは異なり、HDPE は固形洗剤などの強力な化学薬品に対する優れた耐性を誇ります。ただし、互換性について材料テストを実行することをお勧めします。
おそらくその信頼性のため、UHMW は HDPE の最大 5 倍のコストがかかります。さらに、UHMW の製造には特殊なプロセスが必要であり、高純度の樹脂が必要なため、高額な価格がかかります。
したがって、特に UHMW の耐久性を必要としない用途では、HDPE の代替として使用することをお勧めします。こうすることで、より低いコストでパフォーマンスのバランスを取ることができます。
UHMW および HDPE ポリエチレンはリサイクル可能なため、環境に優しいです。ただし、HDPE はプラスチックの品質を劣化させることなく溶解して改造できるため、より持続可能です。
一方、UHMW は、その待望の特性を失う前に何度でも思い出すことができます。したがって、リサイクル性を高めるために、生の UHMW を金型に追加することを検討してください。
UHMW は、その優れた強度対密度比により、最も堅牢で耐久性のある熱可塑性プラスチックの 1 つにランクされます。
この特性により、摩耗や衝撃の多い用途に最適です。また、HDPE、木材、金属などの他の素材よりも長持ちします。
UHMW は優れた耐摩耗性を備えているため、材料の滑らかな滑りが必要な接触用途に最適です。
摩擦係数が -0.14 のこの材料は、ベアリング、ギア、プーリー、トラックの荷台、コンベヤ システムに適しています。
有名な耐薬品性を備えた UHMW は、酸や塩基などの腐食性化学物質の保管に最適です。
ほとんどの材料は多孔質であるため、湿気にさらされると膨張して劣化します。幸いなことに、UHMW は吸湿性が低いため、時間が経っても寸法安定性と全体的な構造的完全性が維持されます。
UHMW は紫外線にさらされても変色したり脆くなったりしません。この特性により、太陽の寿命に対する太陽光の影響を心配することなく、この材料を屋外用途に使用できます。
UHMW は無味無毒なので、食品容器に使用しても健康被害はありません。さらに、無臭で、食品を汚染する可能性のある非反応性の特性を備えています。
HDPE は分子量が高く、構造が高いため、多少の衝撃にも壊れたりひび割れたりすることなく耐えることができます。
HDPE は、ほとんどの酸や塩基に対して反応しないことに加え、耐薬品性があるため、化学薬品や溶剤の処理や保管に適しています。
HDPE は、退色や劣化することなく、太陽の有害な紫外線に長時間さらされても耐えることができます。
HDPE は摩擦係数が -0.20 と低いため、接触面の磨耗を軽減できます。ただし、UHMW と比較するとパフォーマンスは悲惨です。
UHMW と同様に、HDPE は環境に優しいため、新しい製品にリサイクルできます。
HDPE と UHMW には数多くの利点があるにもかかわらず、次のようなかなりの制限があります。
l吸湿性: UHMW はある程度の透湿性を持ちますが、HDPE は耐湿性があり、機械的能力に影響を与えます。
l自己潤滑性の欠如: UHMW ポリエチレンとは異なり、HDPE は滑らかではないため、自己潤滑しません。したがって、スムーズなスライドのためには追加の潤滑剤が必要です。
l耐衝撃性と耐摩耗性: UHMWはHDPEよりも耐衝撃性に優れています。
l生産コスト: UHMW はより多くの入力を必要としますが、HDPE のコストは低くなります。ただし、UHMW は成形や機械加工がより困難です。
l限られた温度耐性: どちらの材料も高熱に耐えられないため、航空宇宙産業には適していません。
HDPE と UHMW は、その優れた機械的特性により、農業、建設、自動車、鉱業などのさまざまな用途に便利です。さらに次のような用途があります。
lコンベヤシステム 食品加工および包装用コンベア ベルト システムに最適です。
lアウトドア用品: HDPE および UHMW は、紫外線による損傷に対する耐性が高いため、屋外遊具の建設に適しています。
lパイルラップ: 沿岸および海洋環境では、これらの熱可塑性プラスチックはパイルガードとして機能し、海洋構造物の中でも特に桟橋や波止場の杭を摩耗から守ります。
l管継手: バルブ、フランジ、コネクタなどのパイプ継手の製造に使用されます。
l医療機器: HDPE と UHMW は、義肢や装具の製造に不可欠です。
UHMW 専用のアプリケーションをいくつか紹介します。
l食品および飲料の加工および保管装置
lキッチンキャビネット、カウンター、テーブル
lマリンギア
lマリンドック部品
l電気部品
lネジ
lアウトリガー部品
l組立生産ライン
lウェアストリップ、ベアリング、スターホイール、ガイドレール、
lアイドラスプロケット
lローラーとスライドプレート
lコンベアラインのコンポーネント。
lボディアーマー
lユニークな HDPE アプリケーションには次のものがあります。
lプラスチック木材
lゴミ箱とゴミ箱
l車両内装部品
lポーチとパティオの家具
lショッピングバッグ
l管継手
lバンパー、滑り止め表面。
LDPE、ABS、MDPE などの代替プラスチックが入手可能であるにもかかわらず、HDPE と UHMW ポリエチレンは引き続き大きな市場シェアを獲得しています。これらのポリマーは、その利点以外にも、耐薬品性、耐摩耗性、引張強度、耐紫外線性など、さまざまな特性を備えています。
