Qu'est-ce que la fibre UHMWPE ?
La fibre de polyéthylène à poids moléculaire ultra élevé est appelée fibre UHMWPE, également connue sous le nom de fibre PE à haute résistance. Son poids moléculaire est compris entre 1,5 million et 8 millions, soit des dizaines de fois celui des fibres ordinaires, d'où son nom.
La fibre UHMWPE est l'une des trois principales fibres de haute technologie dans le monde aujourd'hui, et c'est aussi la fibre la plus résistante au monde. Sa résistance est 15 fois supérieure à celle de l'acier et 2 fois supérieure à celle de la fibre de carbone et du Fang 1414. C'est actuellement le principal matériau de fabrication des gilets pare-balles.
La fibre UHMWPE présente des avantages de performance inégalés. À l'heure actuelle, il n'y a pas de matériau polymère pur avec autant d'excellentes propriétés, qui a la réputation de "roi des plastiques".
La fibre UHMWPE est légère, avec une densité de seulement 0.97 glem', et a une forte inertie chimique. Les solutions acides et alcalines fortes et les solvants organiques n'ont aucun effet sur sa résistance. De plus, il a une excellente résistance au vieillissement climatique et aux UV. Après 1500 heures d'ensoleillement, le taux de rétention de la résistance des fibres est toujours aussi élevé que 80 %. Il a toujours une ductilité à la température de l'ammoniac liquide (-269 degré) et peut maintenir une excellente résistance aux chocs dans l'azote liquide (-196 degré), qui est inégalée par les autres plastiques. De plus, la fibre UHMWPE présente la plus forte résistance à l'usure, à la flexion et à la fatigue sous tension parmi les fibres hautes performances existantes, ainsi qu'une résistance aux chocs et une résistance aux coupures exceptionnelles. Une fibre UHMWPE qui ne représente qu'un quart de l'épaisseur d'un cheveu peut être coupée presque en continu avec des ciseaux. Comparé à d'autres plastiques techniques, il présente principalement des défauts tels qu'une faible résistance à la chaleur, une rigidité et une dureté, mais il peut être amélioré par des méthodes telles que le "remplissage" et la "réticulation".
La théorie de base sur les fibres de polyéthylène à poids moléculaire ultra élevé a été avancée dès les années 1930. Cependant, ce sont la filature de gel et la filature plastifiante qui ont vraiment fait une percée technologique majeure. Dans les années 1970, l'Université de Leeds a développé avec succès pour la première fois des fibres de polyéthylène de poids moléculaire élevé avec un poids moléculaire de 100,000. En 1975, DSM des Pays-Bas a inventé la méthode de filature de gel utilisant le décahydrotea comme solvant, a préparé avec succès des fibres UHMWPE et a déposé une demande de brevet en 1979. Après dix ans de recherches acharnées, il a été confirmé que la méthode de filature de gel est une méthode efficace. pour la fabrication de fibres de polyéthylène à haute résistance, qui a des perspectives industrielles, et ses matières premières sont faciles à obtenir et le coût de production est faible. Les fibres UHMWPE ont immédiatement attiré l'attention des puissances industrielles mondiales.
En raison des nombreuses excellentes propriétés de la fibre UHMWPE, elle a montré de grands avantages sur le marché des fibres hautes performances, notamment des cordes d'amarrage dans les champs pétrolifères offshore aux matériaux composites légers hautes performances. L'équipement et d'autres domaines jouent un rôle central, en particulier dans le domaine militaire.
Dans l'ingénierie aérospatiale, en raison de la légèreté, de la haute résistance et de la bonne résistance aux chocs des matériaux composites en fibres UHMWPE, il convient aux structures de bout d'aile de divers aéronefs, structures d'engins spatiaux, bouées, parachutes de décélération, etc. Dans le domaine civil, les cordes, les câbles, les voiles et les engins de pêche en fibres UHMWPE conviennent au génie maritime. La longueur de rupture sous poids mort est 8 fois celle des câbles acier et 2 fois celle des fibres aramides. Dans les applications industrielles, les fibres UHMWPE et leurs composites peuvent être utilisés comme récipients sous pression, bandes transporteuses, matériaux filtrants, plaques tampons automobiles, etc. Dans les articles de sport, casques, snowboards, planches à voile, cannes à pêche, raquettes, vélos, planches de deltaplane, et des pièces d'avion ultra-légères ont été fabriquées, et ses performances sont supérieures aux matériaux traditionnels. En médecine, il a été utilisé dans des applications cliniques dans les domaines des matériaux de plateaux dentaires, des implants médicaux et des sutures en plastique.
