Высокопрочные пленки и пленочные нити из СВМПЭ

ТУ 22.21-015-27408634-2020

Нити и волокна из сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ) относится наряду с углеродными и арамидными к группе так называемых “суперволокон”. Высокая теоретическая прочность и очень высокая износостойкость при сравнительно низкой плотности (0.96-0.97) г/см3 делает нить СВМПЭ одним из самых перспективных волоконных материалов в различных отраслях техники. Волокна из СВМПЭ обладают свойством значительного поглощения энергии при разрыве. Это открывает возможности для их применения в области баллистической защиты. Они также могут быть использованы для производства специальной одежды от разрезов и колющих ударов, для создания новых композиционных материалов в качестве армирующегоматериала. Волокно не утрачивает свою прочность в морской воде и не подвержена воздействию УФ-облучению и поэтому может быть использовано для производства канатов, веревки , сетей.

Вплоть до настоящего времени высокопрочные, высокомодульные волокна из СВМПЭ производятсядвумя способами :методом гель-формования из раствора с последующей вытяжкой и без растворным методом путем спекания специально синтезированного реакторного порошка с последующей многоступенчатой зонной ориентационной вытяжкой. К сожалению метод гель -формования из раствора является чрезвычайно сложной технологией , к тому же очень неблагоприятной с экологической точки зрения. Достаточно сказать , что этот метод так и не освоен нашей промышленностью. В литературе время от времени появляется информация о выпуске опытной партии волокон из СВМПЭ в ВНИИСВ (г. Тверь) но она ничем не подтверждена. Осложняет проблему и отсутствия промышленного выпуска сырья в России. Метод без растворного формования сверхпрочных изделий в виде пленочной нити (ширина 6 мм и толщина 50-60 мкм )освоен только на фирмах DSM ( Нидерланды) и Teijin (Япония). Для этих целей были специально синтезированы марки СВМПЭ, которые запрещены к поставке в Россию даже для лабораторных исследований. У нас этот метод проходит стадию поисковых исследований. Удалось получить только пленочную нить методом прокатки в закрытых калибрах из лабораторной партии синтезированного в филиале Института катализа им. Г.К. Борескова ( г. Санкт-Петербург) порошка СВМПЭ. Однако в настоящее время эти принципиально важные исследования практически заморожены ввиду отсутствия необходимых сырьевых материалов. На нашем предприятии также была поставлена сложнейшая задача получения высокопрочных пленок и пленочных нитей , но из доступных сырьевых материалов СВМПЭ. В результате разработана твердофазная, принципиально новая технология получения пленочных изделий из СВМПЭ . В отличии от метода прокатки специальных марок порошка в закрытых калибрах нам удалось из обычного марочного ассортимента порошков СВМПЭ фирмы Ticona (Германия), представленных на рынке России , получить и высокопрочную пленочную нить (ширина 2-6 мм и толщина 15-60 мкм , прочность 0.5-0.6 ГПа) и высокопрочные пленки шириной до 50 мм и толщиной 20-50 мкм. Разрывная нагрузка пленки 0.03х50 составляет 75-80 кг. Для сравнения –max разрывная нагрузка пленочной нити сечением 0.06х5 мм из специальных марок СВМПЭ фирмы ДСМ (Нидерланды) 90 кг. Таким образом нашу пленочную нить по разрывной нагрузке можно сравнить с импортными аналогами высокопрочных пленочных нитей.Разработана и изготовлена опытная установка и наработаны небольшие партии этих ценных изделий.

Фото ориентационной вытяжки и готовая пленочная нить из СВМПЭ