Polietileno de peso molecular ultra alto
El polietileno de peso molecular ultra alto ( UHMWPE , UHMW ) es un subconjunto del polietileno termoplástico . También conocido como polietileno de alto módulo ( HMPE ), tiene cadenas extremadamente largas, con una masa molecular generalmente entre 3,5 y 7,5 millones de uma . [1] La cadena más larga sirve para transferir la carga de manera más eficaz a la cadena principal del polímero al fortalecer las interacciones intermoleculares. Esto da como resultado un material muy resistente , con la mayor resistencia al impacto de cualquier termoplástico fabricado actualmente. [2]
El UHMWPE es inodoro, insípido y no tóxico. [3] Incorpora todas las características del polietileno de alta densidad (HDPE) con las características añadidas de ser resistente a ácidos y álcalis concentrados , así como a numerosos disolventes orgánicos. [4] Es muy resistente a los productos químicos corrosivos excepto a los ácidos oxidantes ; tiene una absorción de humedad extremadamente baja y un coeficiente de fricción muy bajo ; es autolubricante (ver lubricación límite ); y es altamente resistente a la abrasión , en algunas formas es 15 veces más resistente a la abrasión que el acero al carbono.. Su coeficiente de fricción es significativamente más bajo que el del nailon y el acetal y es comparable al del politetrafluoroetileno (PTFE, Teflon), pero el UHMWPE tiene una mejor resistencia a la abrasión que el PTFE. [5] [6]
La polimerización de UHMWPE fue comercializada en la década de 1950 por Ruhrchemie AG, [1] [7] que ha cambiado de nombre a lo largo de los años. Hoy en día, los materiales en polvo de UHMWPE, que pueden moldearse directamente en la forma final de un producto, son producidos por Ticona , Braskem , DSM , Teijin (Endumax), Celanese y Mitsui.. El UHMWPE procesado está disponible comercialmente como fibras o en forma consolidada, como láminas o varillas. Debido a su resistencia al desgaste y al impacto, el UHMWPE sigue encontrando aplicaciones industriales cada vez mayores, incluidos los sectores de la automoción y el embotellado. Desde la década de 1960, el UHMWPE también ha sido el material de elección para la artroplastia total de articulaciones en implantes ortopédicos y de columna . [1]
Las fibras de UHMWPE con la marca Dyneema, comercializadas a fines de la década de 1970 por la compañía química holandesa DSM , se utilizan ampliamente en protección balística, aplicaciones de defensa y cada vez más en dispositivos médicos.
UHMWPE es un tipo de poliolefina . Está formado por cadenas de polietileno extremadamente largas, que se alinean todas en la misma dirección. Deriva su fuerza en gran parte de la longitud de cada molécula individual (cadena). Las fuerzas de Van der Waals entre las moléculas son relativamente débiles para cada átomo de superposición entre las moléculas, pero debido a que las moléculas son muy largas, pueden existir grandes superposiciones, lo que se suma a la capacidad de transportar mayores fuerzas de corte de una molécula a otra. Cada cadena es atraída por las otras con tantas fuerzas de van der Waals que toda la fuerza intermolecular es alta. De esta manera, las grandes cargas de tracción no están limitadas tanto por la debilidad comparativa de cada fuerza de van der Waals localizada.
Cuando se forman en fibras, las cadenas de polímero pueden alcanzar una orientación paralela superior al 95% y un nivel de cristalinidad del 39% al 75%. Por el contrario, el kevlar obtiene su fuerza de la fuerte unión entre moléculas relativamente cortas.
