Polietilen lifleri
  • Polietilen lifleri

     

    Yüksek performanslı PE lifleri yüksek mukavemet be sertlik değerleri ile iyi bir mukavemet / ağırlık oranına sahiptir ve ticari olarak dünyada birçok firmada üretilmektedir. PE liflerinden yüksek mukavemet elde edilmesi için aşağıdaki etkenler önemlidir.

    • (-CH2-) yapıtaşının yüksek kristallik ve oryantasyon ile desteklenmesi gerekir.
    • Minimum zincir kıvrımı sağlayarak esnekliği yüksek bir molekül elde edilmelidir. Molekül sert olmamalı fakat kristal yapıda olmalıdır.
    • Çok yüksek molekül ağırlığında lineer bir molekül elde edilmeye çalışılmalıdır.

    Üretici firmalar çeşitli özellikleri sağlayacak şekillerde çok çeşitli tiplerde PE lifleri geliştirmişlerdir. PE hem eriyikten hem de çözeltiden çekilebilir. Önemli üreticiler Dutch tate Mines (DYNEEMA), Alliad – Signal Production (SPECTRA) , Mitsui (TEKMİLON) , Celanese ve Montefiber’dır

    Yüksek performanslı PE liflerinin üretiminde eriyikten veya çözeltiden çekim sistemlerinin her ikisi de kullanılır. Eriyikten çekim sisteminde yüksek moleküllü PE lifleri de elde edilebilse de sistem daha çok düşük molekül ağırlıklı PE lifleri için daha uygundur. Bu proses ile yüksek modüllü fakat nispeten düşük mukavemetli lifler elde edilir. Çözeltiden çekimde ise ultra yüksek molekül ağırlıklı PE özel bir çekim işlemine tabi tutularak elde edilir. Bu sistem ile hem yüksek mukavemetli hem de yüksek modüllü lifler elde edilir.

    Çözeltiden çekim sistemi ticari olarak daha fazla başarı kazanmıştır ve bu sisteme “eriyikten çekim” ‘de denir. Bu sistem Groningen Üniversitesi tarafından geliştirilmiş ve daha sonra DNS tarafından patenti alınmıştır.

    Ultra yüksek modüllü PE lifini elde etmek için ultra çekim gerekmektedir. Ultra çekim kıvrılmış haldeki kristallerin kopartılması ve daha sonra uzun zincirli mikrofibril yapısına gelmesidir.

    Yüksek modüllü ve aynı sıcaklıkta çekilmiş PE filamentler “şiş kebap” denilen bir yapıya sahiptir. Bu yapı noktasal çekim ile düzeltilir. Fakat düzeltim işlemi için çok yüksek sıcaklık gerekmektedir. Ayrıca materyallerin en baştan yüksek sıcaklıklarda çekilmesi (nispeten yüksek hızlarda) şiş kebap yapısını düzgün fibrillere çevirmektedir.

    PE liflerinin ticari başarı sağlamasının en önemli etkenleri aşağıdadır.

    • Yüksek özgül mukavemet ve özgül modül ile beraber yüksek kopma enerjisi
    • Düşük özgül ağırlık
    • Çok iyi sürtme dayanımı
    • Mükemmel elektriksel ve kimyasal dayanım
    • İyi bir UV dayanımı
    • Düşük nem alma

    Yüksek performanslı PE liflerinin yüksek mukavemet ve düşük uzaması vardır.

    Kendi boyu ile kopma uzunluğu 280 km’dir.

    Ultra Yüksek modüllü PE lifinin (UHMPE) özellikleri oryantasyon miktarına bağlı değildir. Kristalizaasyon koşullarındaki herhangi bir sapma UHMPE2nin mekanik özelliklerinde değişime yol açar. Gel-spun PE lifinin mukavemeti 30 g/denye gibi değerlere ulaşır. Yüksek mukavemet ve modül özellikleri elektron ışınımı yöntemi ile arttırılabilir.

    Gel-spinning metodu ile elde edilen PE liflerinde çeşitli çekim oranları kullanılarak mukavemet özellikleri değiştirilebilir. 30’un üzerindeki çekim oranlarında mukavemet homojenliği çok iyi biçimde sağlanmaktadır.

    Eriyikten çekim liflerin mukavemeti hata konsantrasyonuna ve filament çapına bağlıdır. Gel-spun’lar bu konuda çok daha farklı davranırlar. PE liflerinin mukavemeti kristal bölgelerden ziyade düzensiz bölgelerin dağılım durumuna bağlıdır. Ultra veya yüksek çekimli yüksek molekül ağırlıklı PE liflerinin mukavemeti filament çapı ve propilen komonomer oranı ile değişir. Bu yapı Young Modülü standart lif davranışına uymaz.

    Yüksek modüllü PE liflerinin çeşitli dış etkilere dayanıklı bir kimyasal ve kristal yapısı vardır. Deniz suyu içerisindeki dayanımı hiçbir fonksiyonel problem çıkarmaz.

    Yüksek bir modüle ek olarak PE liflerinin yüksek aşınma dayanımı vardır.

    .

    Yüksek performans liflerin de limitleri vardır. PE’nin erime noktası çok düşüktür ve çeşitli matrislerde yapışma özelliği kötüdür. Bu yüzden kompozitlerde kullanımı zordur. Özel bir yüzey işlemi ile lif yüzeyine yapışkan özellik kazandırılabilir.

    PE’nin bazı kullanım alanları aşağıda görülmektedir.

    • Tekne yelkenleri
    • Gemi halatları
    • Koruyucu elbiseler
    • Kompozitler (spor ekipmanları, basınçlı kaplar, gemi omurgası ve çeşitli zırhlar)
    • Beton destekleme
    • Balık ağları
    • Medikal aşılar

    Hafiflik, yüksek mukavemet ve düşük Creep PE liflerinin gemi yelkenlerinde kullanılmasının başlıca sebepleridir. İyi bir kombinasyon yelkenlerin kullanım anında şeklinin bozulmasını önler. Hafiflik, yüksek mukavemet, çok iyi sürtme dayanımı ve düşük nem alma özellikleri bir arada sağlanırsa çok iyi bir gemi halatı elde edilir.

    PE liflerinin A.B.D.’deki en iyi pazarı gemi halatlarıdır. Balık ağları da büyüyen bir sektördür. Dyneema en yaygın trol ağıdır. İzlanda dünyadaki en büyük PE balık ağı üreticisidir. Uzun dayanım, yüksek sertlik, hafiflik ve iyi bir esneklik özellikleri bir araya getirilerek PE lifleri tekne omurgalarında kullanılır. PE’nin ayrıca çok iyi bir darbe dayanımı vardır ve cam, karbon lifleri ile kompozitler üretilerek darbe dayanımı özellikleri geliştirilir.

    PE kompozitlerinden yapılmış çok çeşitli kask ve başlıklar dağcılar ve madenciler tarafından kullanılmaktadır. Darbe mukavemetinde sadece E-cam yüksek modüllü PE lifine alternatif gösterilebilmektedir. PE’nin diğer ilginç kullanım alanları roket motor blokları ve basınç kaplarıdır. PE’nin basınç altında patlama performans faktörü aramidlerden yaklaşık %45 daha fazladır.

    PE lifi ayrıca kesmeye, dikişe ve balistik darbelere karşı korumalarda kullanılır.

    Yüksek modüllü PE liflerinin aramid ve cam liflerine göre çok daha iyi bir dayanımı vardır. PE’den yapılan bir kurşun geçirmez yelek aynı koruma değerine sahip çelik yelekten %60 oranında daha hafiftir ve çok daha rahattır. PE lifleri risk barındıran işler ve spor uygulamaları için de çok uygun bulunmuştur. UHMPE ile koruyucu eldivenler, eskrim giysileri gibi ürünler yapılmaktadır.

    PE lifinden yapılan bir koruyucu elbise yaklaşık 1000 N kuvvete kadar delinmez. Düşük güç faktörü ve dielektrik katsayısı ile PE lifleri üzerine gelen sinyalleri çok az saptırır ve bu yüzden radar koruyucu bir özelliğe sahiptir. Ayrıca jeotekstil alanında da çeşitli uygulamalar vardır. PE’den yapılan ağlar erozyon önleyici olarak kullanılmaktadır.

    Yazan Pazartesi, 06 Nisan 2020 16:31 in Tekstil Lifleri Okunma 148 defa