Resistentes e duráveis, os fios de UHMWPE (polietileno de peso molecular ultra-alto) têm a maior resistência à tração de qualquer termoplástico. Você também pode conhecer esses fios pelos nomes Spectra® e Dyneema®.
Os fios UHMWPE são uma excelente escolha para aplicações de alta tensão, alta umidade e alta abrasão. O UHMWPE tem uma ampla variedade de usos, desde médicos até manufatura, incluindo:
Equipamentos esportivos feitos para paraquedismo, esqui e pesca
Equipamento de balística, como colete à prova de balas
Cordas, cordões e têxteis da indústria naval
Equipamentos e peças da indústria automotiva
Processamento da indústria de alimentos e bebidas
Equipamentos de fabricação e manuseio a granel
Indústrias como mineração, minerais, engenharia civil e movimentação de terra
Muitos tipos de cordas e cordões
Existem diferentes graus de UHMWPE disponíveis, por isso é importante selecionar o fabricante e o tipo corretos para sua aplicação. Como exemplo, um dos graus que a Honeywell oferece é um Spectra® tipo S-900 que tem um módulo de aproximadamente 900 g/den com um alongamento na ruptura de aproximadamente 3,6 por cento. Isso é muito diferente de uma das ofertas da DSM, Dyneema® tipo SK-38, que tem um módulo de aproximadamente 396 g/den com um alongamento na ruptura de aproximadamente 6,5 por cento. Várias empresas oferecem vários graus e tamanhos diferentes com várias diferenças de propriedade.
Aqui estão algumas das principais propriedades do UHMWPE a serem observadas ao escolher o material para sua aplicação.
Resistência ao calor
O UHMWPE tem uma resistência ao calor mais baixa do que muitos outros tipos de fibras de alta resistência e um ponto de fusão mais baixo (297 graus a 305 graus F) do que muitos polímeros comuns. Todos os graus terão a mesma resistência ao calor e ponto de fusão devido à natureza do UHMWPE.
Por exemplo, o UHMWPE é uma boa opção para armaduras balísticas usadas em segurança e trabalho policial, mas não é uma boa escolha para a fabricação de equipamentos de bombeiros. Mas todos os graus de UHMWPE teriam um nível de resistência ao calor semelhante.
Resistência à tracção
Os fios UHMWPE são 40% mais fortes que os fios de aramida. Também possuem alta resistência à abrasão, mesmo sob pressão, e são 15 vezes mais resistentes à abrasão do que o aço carbono. Se a resistência e a prevenção da quebra forem de importância crítica, avalie sua seleção de fio para garantir que ele atenda aos seus requisitos de resistência à tração.
O UHMWPE é conhecido por sua alta resistência à tração - mas sempre verifique as especificações do produto para obter as propriedades exatas de tração. Os pontos fortes variam dependendo do grau e exatamente como cada grau é elaborado. Um pára-quedista não quer que seu equipamento quebre sob forte estresse, e sua empresa certamente não gostaria de se envolver na criação de materiais defeituosos que poderiam causar um acidente no futuro.
Durabilidade
Dependendo do grau, o UHMWPE costuma ter uma massa molecular entre 3,5 e 7,5 milhões de amu, o que é bastante alto. O UHMWPE também possui uma resistência ao corte muito alta. Ele também tem um coeficiente de fricção muito baixo, comparável ao politetrafluoretileno (PTFE), o que o torna adequado para usos que envolvem movimento e deslizamento. Um exemplo comum é o equipamento de manuseio a granel, que experimenta movimentos repetitivos constantes.
É importante observar que os fios podem eventualmente desenvolver o que é conhecido como fluência sob cargas de tensão constantes. Quando ocorre fluência, esse alongamento gradual das fibras pode criar uma vida útil mais limitada. Monitore isso de perto em condições de tensão implacável.
A fluência é medida em módulo, ou resistência à deformação. As fibras de UHMWPE têm alta resistência e alto módulo na direção da fibra. Como também possui baixa densidade, possui alta resistência com base no peso.
O UHMWPE tem menos fluência do que outras fibras como o poliéster. Se a fluência for uma grande preocupação - talvez na fabricação de cordas de arco recurvo - um grau de UHMWPE com um módulo mais alto pode ser o mais adequado. O UHMWPE também tem uma resistência UV significativamente melhor do que o fio de aramida e tende a ser uma escolha melhor para aplicações externas.
Como exemplo, temos um Dyneema® tipo SK 99 que possui módulo de 1801 g/den e também um tipo DM 20 que possui módulo de 1088 g/dn. Ambos os materiais são considerados de alto módulo, no entanto, dependendo de qual grau você escolher, um pode ser significativamente maior do que o outro. A fibra Spectra® também oferece ofertas semelhantes com amplas faixas de módulos.
Resistência Química/Água
Se o fio de UHMWPE for exposto a produtos químicos e solventes, é bom saber que ele possui forte resistência química - e isso inclui todos os UHMWPE, independentemente do grau. É tipicamente altamente resistente à maioria dos álcalis, ácidos, solventes orgânicos, agentes desengordurantes e ataques eletrolíticos.
O UHMWPE tem uma gravidade específica baixa, o que significa que flutua na água. Possui também alta resistência à água, sendo indicado para a fabricação de equipamentos aquáticos e para equipamentos que estarão constantemente expostos a condições ambientais úmidas.
Por exemplo, amarras e cabos de navios são comumente construídos de UHMWPE devido aos benefícios duplos de alta resistência à água e alta resistência à ação abrasiva do sal marinho.
Não tóxico e seguro
Quando feitos corretamente, todos os tipos de UHMWPE são inodoros, insípidos e não tóxicos. Isso fornece segurança para os trabalhadores de produção nas operações de fabricação, além de segurança para os usuários finais de produtos feitos com UHMWPE.
É uma excelente escolha para usos médicos. O UHMWPE tem sido notoriamente usado em substituições totais da articulação do quadril por mais de quatro décadas porque fornece uma superfície de soquete articular quase sem atrito.
Qual tipo é melhor para você?
Com todas as variáveis, tipos e tamanhos, pode ser difícil escolher o UHMWPE certo para atender a requisitos específicos. UHMWPE é uma fibra lisa e cara que é extremamente difícil de processar, por isso é importante selecionar uma empresa confiável para processar esta fibra especial em produto acabado.
