Kenntnisse über kugelsicheres Material – UHMWPE

Ultrahochmolekulares Polyethylen (UHMWPE), auch bekannt als hochfeste PE-Faser, zählt neben Kohlenstofffaser und Aramidfaser zu den drei Hightech-Fasern der Welt und ist gleichzeitig die härteste Faser überhaupt. Sie ist so leicht wie Papier und so hart wie Stahl, mit einer 15-mal höheren Festigkeit als Stahl und der doppelten Festigkeit von Kohlenstofffaser und Aramid 1414 (Kevlar). Aktuell ist sie das Hauptmaterial für die Herstellung von kugelsicheren Westen.
Sein Molekulargewicht liegt zwischen 1,5 Millionen und 8 Millionen, was um ein Vielfaches höher ist als das von gewöhnlichen Fasern – daher auch sein Name – und es weist überaus hervorragende Eigenschaften auf.

PE

1. Die Struktur ist dicht und weist eine hohe chemische Inertheit auf; starke Säure-Base-Lösungen und organische Lösungsmittel haben keinen Einfluss auf ihre Festigkeit.
2. Die Dichte beträgt nur 0,97 Gramm pro Kubikzentimeter, und es kann auf der Wasseroberfläche schwimmen.
3. Die Wasseraufnahmerate ist sehr gering, daher ist ein Trocknen vor dem Formen und Weiterverarbeiten in der Regel nicht erforderlich.
4. Es weist eine ausgezeichnete Witterungsbeständigkeit und UV-Beständigkeit auf. Nach 1500 Stunden Sonneneinstrahlung beträgt die Faserfestigkeit noch immer 80 %.
5. Es besitzt eine ausgezeichnete Abschirmwirkung gegen Strahlung und kann als Abschirmplatte für Kernkraftwerke verwendet werden.
6. Es ist kältebeständig und behält seine Duktilität selbst bei der Temperatur von flüssigem Helium (-269 °C), während Aramidfasern ihre kugelsichere Wirkung bei -30 °C verlieren. Außerdem behält es seine ausgezeichnete Schlagfestigkeit in flüssigem Stickstoff (-195 °C), eine Eigenschaft, die andere Kunststoffe nicht aufweisen, und kann daher als kältebeständiges Bauteil in der Nuklearindustrie eingesetzt werden.
7. Die Verschleißfestigkeit, Biegefestigkeit und Zugermüdungsfestigkeit von ultrahochmolekularen Polyethylenfasern sind unter den existierenden Hochleistungsfasern unübertroffen. Sie zeichnen sich zudem durch hervorragende Schlagfestigkeit und Schnittzähigkeit aus. Eine ultrahochmolekulare Polyethylenfaser, die nur ein Viertel der Dicke eines Haares aufweist, lässt sich mit einer Schere kaum schneiden. Das verarbeitete Textil muss daher mit einer Spezialmaschine zugeschnitten werden.
8. UHMWPE besitzt außerdem hervorragende elektrische Isolationseigenschaften.
9. Hygienisch und ungiftig, geeignet für den Kontakt mit Lebensmitteln und Arzneimitteln. Im Vergleich zu anderen technischen Kunststoffen weisen ultrahochmolekulare Polyethylenfasern (UHMWPE) hauptsächlich Nachteile wie geringe Hitzebeständigkeit, Steifigkeit und Härte auf, die jedoch durch Verfahren wie Füllen und Vernetzen verbessert werden können. Hinsichtlich der Hitzebeständigkeit entspricht der Schmelzpunkt von UHMWPE (136 °C) im Allgemeinen dem von herkömmlichem Polyethylen. Aufgrund seines hohen Molekulargewichts und seiner hohen Schmelzviskosität ist es jedoch schwierig zu verarbeiten.


Veröffentlichungsdatum: 30. April 2024