Ultravysokomolekulární polyethylen
| Ultravysokomolekulární polyethylen | |
|---|---|
 | |
| Obecné | |
| Sumární vzorec | (C₂H₄)ₙ |
| Vlastnosti | |
| Molární hmotnost | 3,5–7,5 milionu g/mol |
| Teplota tání | 130–136 °C |
| Hustota | 0,93–0,94 g/cm³ |
| Rozpustnost ve vodě | nerozpustný ve vodě, rozpustný ve vysoce chlorovaných rozpouštědlech |
Některá data mohou pocházet z datové položky. | |
Ultravysokomolekulární polyethylen (zkratka UHMWPE nebo PE‑UHMW)[1] je typ lineárního polyethylenu s extrémně dlouhými polymerními řetězci (typicky 3–6 milionů g/mol),[a] který vyniká vysokou houževnatostí, odolností proti opotřebení, biokompatibilitou a velmi nízkým koeficientem tření. Díky těmto vlastnostem se hojně využívá v technických i medicínských aplikacích.
Výroba
Kvůli extrémní viskozitě UHMWPE nelze materiál zpracovávat běžnými metodami jako je vstřikování nebo extruze. Používá se sintrace, lisování nebo gelové spřádání (gel spinning), které vede k vláknům s vysokou molekulární orientací. Taková vlákna dosahují pevnosti v kluzu až 2,4 GPa při hustotě 0,97 g/cm³.[2]
Aplikace
V průmyslu se UHMWPE používá například k výrobě ložisek, vodicích lišt, ozubených kol, výstelek skluzových ploch nebo potravinářských dopravníků, kde se uplatňuje jeho chemická inertnost a odolnost proti oděru.[3]
V lékařství je nejznámější využití v ortopedii – zejména při výrobě kyčelních a kolenních náhrad. Moderní vysoce zesíťované formy (HXLPE) stabilizované vitamínem E (VEPE) jsou méně náchylné k opotřebení a mají vyšší biokompatibilitu.[4]
UHMWPE se vyrábí také ve formě vláken (například pod značkami Dyneema a Spectra), která mají mimořádně vysoký poměr pevnosti k hmotnosti. Používají se v neprůstřelných vestách, horolezeckém vybavení, jachtařských lanech i v kosmických aplikacích.[5]
Trendy
Moderní výzkum se zaměřuje na kompozity UHMWPE s nanomateriály (uhlíkové nanotrubičky, grafen, nanodiamanty), které zvyšují pevnost a odolnost proti opotřebení a zlepšují biologické vlastnosti. Zároveň se testují ultratenké membrány o tloušťce 20–100 nm pro použití v biosenzorech a mikrofiltraci.[6]
Ekologie
Výrobci často tvrdí, že díky dlouhé životnosti a recyklovatelnosti má UHMWPE nízký environmentální dopad,[7] nezávislé LCA studie ovšem obvykle neexistují.
Ekonomika
V roce 2024 měl světový trh s UHMWPE hodnotu přibližně 2,12 miliardy USD, nadále se očekává stabilní růst přes 11% ročně na téměř 5 miliard v roce 2032, zejména díky rostoucí poptávce v Asii.[8]
Odkazy
Poznámky
- ↑ Mohou být v rozmezí 1–10 milionů g/mol, délka napřímeného řetězce až několik desítek mikrometrů.
Reference
- ↑ ČESKÝ NORMALIZAČNÍ INSTITUT. ČSN EN ISO 21304-1 – Plasty – Ultravysokomolekulární polyethylen (PE‑UHMW) pro tváření – Část 1: Systém označování a základy specifikace. [s.l.]: [s.n.], 2019.
- ↑ Ultra-high-molecular-weight polyethylene properties and processing methods [online]. CHEM Europe [cit. 2025-06-29]. Dostupné online.
- ↑ Ultimate Guide to UHMWPE [online]. ICT Fibers [cit. 2025-06-29]. Dostupné online.
- ↑ Biocompatibility of UHMWPE implants [online]. PubMed Central [cit. 2025-06-29]. Dostupné online.
- ↑ Ultimate Guide to UHMWPE [online]. ICT Fibers [cit. 2025-06-29]. Dostupné online.
- ↑ Nanomaterials in UHMWPE composites [online]. MDPI [cit. 2025-06-29]. Dostupné online.
- ↑ Why Uhmwpe Is A Sustainable Material Choice For Various Industries? [online]. Polestar Polymers [cit. 2025-06-29]. Dostupné online.
- ↑ Ultra-high Molecular Weight Polyethylene Market Share, Size, Trends [online]. Polaris Market Research & Consulting, Inc. [cit. 2025-06-29]. Dostupné online.