CB6952 Varilla de polietileno de peso molecular ultra alto (varilla UHMW-PE)

Varilla de polietileno de peso molecular ultra alto (varilla de UHMW-PE) Descripción

Las varillas de polietileno de peso molecular ultra alto (UHMW-PE) son termoplásticos semicristalinos caracterizados por pesos moleculares de 3,5-7 millones g/mol, que forman un 50-85% de cristalinidad con laminillas de cadena plegada (10-50 nm de grosor) y regiones amorfas. Esta estructura proporciona una excepcional resistencia al impacto (≥200 J/m Izod entallado a 23°C) debido a la formación de grietas que absorben la energía de fractura, aunque presenta un bajo límite elástico de tracción (20 MPa) y un elevado alargamiento (50%).

Las propiedades tribológicas definen el UHMW-PE:

Coeficiente de fricción 0,05-0,30 (dinámico frente a acero, autolubricante)

Resistencia a la abrasión: <0,1 mg de pérdida de peso (ASTM D1044, 1.000 ciclos)

Límite PV: 0,3 MPa-m/s (funcionamiento en seco)

Térmicamente, las varillas de UHMW-PE tienen un punto de fusión de 130°C y una transición vítrea cercana a -120°C. El servicio continuo está limitado a 80°C (HDT: 50°C @0,45 MPa) debido a la fuerte disminución del módulo por encima de Tg. La expansión térmica es alta (19×10-⁵ K-¹), mientras que la conductividad sigue siendo baja (0,41 W/m-K).

Químicamente, resisten los ácidos/álcalis concentrados, las soluciones cloradas y el agua caliente (90°C) debido a sus cadenas no polares y a su alta cristalinidad. Los hidrocarburos provocan un ligero hinchamiento (≤3% en hexano), pero las cetonas/aromáticos inducen el agrietamiento por tensión. La degradación UV requiere estabilización (el negro de humo prolonga la vida en exteriores >10 años).

Eléctricamente, la resistividad volumétrica (10¹² Ω-cm) y la rigidez dieléctrica (45 kV/mm) proporcionan aislamiento, aunque la resistencia de rastreo superficial es moderada (CTI: 200-400 V). El cumplimiento de la FDA/CEE permite el contacto con alimentos.

Aplicaciones de la varilla de polietileno de peso molecular ultra alto (varilla de UHMW-PE)

Las varillas de UHMW-PE sirven como componentes de ingeniería de alto rendimiento en entornos de desgaste extremo, químicos y de baja fricción. Su excepcional resistencia a la abrasión (índice de desgaste ASTM D1044 <0,1 mg) y sus propiedades autolubricantes (μ=0,05-0,30 frente al acero) las hacen ideales para sistemas de manipulación de materiales, como cintas transportadoras, guías de cadenas y revestimientos de tolvas en industrias mineras y de áridos, superando al acero en >5 veces su vida útil en medios abrasivos. Los sectores alimentario y farmacéutico utilizan varillas mecanizadas de precisión para cojinetes, ruedas de estrella y asientos de válvulas conformes a la FDA, aprovechando la inercia química a ácidos/álcalis/agua caliente y la capacidad de limpieza con vapor (120°C a corto plazo).

La maquinaria industrial emplea estas varillas para seguidores de leva, engranajes y anillos de pistón de bajo mantenimiento en sistemas hidráulicos, donde la baja fricción reduce el consumo de energía en un 15-30% frente a los equivalentes metálicos. Las aplicaciones de procesamiento químico incluyen manguitos de bombas y paletas de agitación de tanques resistentes a ácidos concentrados (por ejemplo, H₂SO₄ al 70%) y disolventes clorados. La alta resistencia al impacto del UHMW-PE (200 J/m) permite utilizar componentes de seguridad como topes de muelles e insertos de almohadillas elevadoras, que absorben 3 veces más energía que el nailon.

Entre sus limitaciones críticas se encuentran las restricciones de temperatura (≤80°C de uso continuo; deformación por fluencia >5% a 10 MPa/1000h) y la baja rigidez (módulo de tracción de 680 MPa), que requieren estructuras de soporte en diseños de carga. El rendimiento se optimiza cuando se aprovecha la anisotropía de la resistencia en la dirección de extrusión (resistencia a la tracción axial ≈1,5x transversal) para aplicaciones de desgaste por deslizamiento. La combinación de requisitos de lubricación cero, amortiguación de ruidos/vibraciones e inmunidad a la corrosión posiciona a las barras de UHMW-PE como sustitutos rentables de metales, nylons y acetales en entornos de alta abrasión y químicamente agresivos.

Embalaje de varillas de polietileno de peso molecular ultra alto (varillas de UHMW-PE)

Nuestros productos se embalan en cajas de cartón personalizadas de distintos tamaños en función de las dimensiones del material. Los artículos pequeños se embalan de forma segura en cajas de PP, mientras que los artículos más grandes se colocan en cajas de madera personalizadas. Garantizamos un estricto cumplimiento de la personalización del embalaje y el uso de materiales de amortiguación adecuados para proporcionar una protección óptima durante el transporte.

Embalaje: Cartón, caja de madera o personalizado.

Por favor, revise los detalles de embalaje proporcionados para su referencia.

Proceso de fabricación

1.Método de prueba

(1)Análisis de composición química - Verificado mediante técnicas como GDMS o XRF para garantizar el cumplimiento de los requisitos de pureza.

(2)Pruebas de propiedades mecánicas: incluye pruebas de resistencia a la tracción, límite elástico y elongación para evaluar el rendimiento del material.

(3)Inspección dimensional: mide el grosor, la anchura y la longitud para garantizar el cumplimiento de las tolerancias especificadas.

(4)Inspección de la calidad de la superficie: comprueba la existencia de defectos como arañazos, grietas o inclusiones mediante un examen visual y ultrasónico.

(5)Pruebas de dureza: determina la dureza del material para confirmar la uniformidad y la fiabilidad mecánica.

Consulte los procedimientos de prueba de SAM para obtener información detallada.

Varilla de polietileno de peso molecular ultra alto (varilla UHMW-PE) Preguntas frecuentes

Q1. ¿Cómo conseguir un mecanizado de precisión sin fundir ni quemar?

Utilice herramientas de metal duro afiladas (ángulo de desprendimiento ≥15°) a una velocidad de corte de 300-500 m/min y avances de 0,1-0,5 mm/rev. La refrigeración por aire comprimido es obligatoria, ya que los refrigerantes provocan hinchamiento. Minimizar el tiempo de permanencia de la herramienta para evitar un calentamiento local >80°C. El recocido posterior a la máquina a 70°C durante 2 horas alivia las tensiones.

Q2. Límite máximo de PV para aplicaciones de rodamientos en seco?

Funcionamiento en seco: ≤0,3 MPa-m/s (por ejemplo, carga de 0,5 MPa a 0,6 m/s). Para >0,3 MPa-m/s, utilice lubricación con agua (PV≤1,0) o grasa (PV≤0,7). Superar el PV provoca fallos en la película de transferencia y un rápido desgaste (>0,5 mm/100h).

Q3. ¿Límites de resistencia química para ácidos/álcalis?

Resiste al 98% de H₂SO₄ (23°C), al 50% de NaOH (80°C) y a la lejía de cloro. Evitar ácidos oxidantes (nítrico >30%), cetonas (acetona) y aromáticos (tolueno), la exposición provoca agrietamiento por tensión en 24h. Hinchamiento ≤3% en hidrocarburos.

Información relacionada

1.Métodos comunes de preparación

Las varillas de UHMW-PE se fabrican fusionando polvo de polietileno de peso molecular ultra alto bajo calor y presión. El polvo de polímero virgen (3,5+ millones g/mol) se seca, se carga en moldes cilíndricos y se comprime mientras se calienta gradualmente hasta 200-250°C. Este proceso de sinterización une las partículas sin fundirlas del todo, algo exclusivo del UHMW-PE debido a la extrema imbricación de las cadenas.