超高分子量聚乙烯的結(jié)構(gòu),其中n大于100,000超高分子量聚乙烯是一種聚烯烴。它是由非常長(zhǎng)的鏈的聚乙烯,它的所有排列在同一方向上的向上。它源于它的力量主要來(lái)自各個(gè)分子(鏈)的長(zhǎng)度。分子間的范德華鍵相對(duì)較弱的分子間重疊的各原子,但由于分子是很長(zhǎng)的,大的重疊可以存在,加起來(lái),以從分子攜帶較大的剪切力,以分子的能力。每個(gè)鏈結(jié)合到別人有這么多的范德華鍵,整個(gè)的分子間強(qiáng)度高。以這種方式,大的拉伸載荷不會(huì)由每個(gè)范德華鍵的相對(duì)弱點(diǎn)限定之多。
當(dāng)形成為纖維,聚合物鏈可以達(dá)到平行取向大于95%和結(jié)晶度的水平從39%到75%。相比之下,芳綸的力量來(lái)自相對(duì)較短的分子間粘結(jié)力強(qiáng)。
烯烴分子間的結(jié)合力很弱允許本地?zé)峒ぐl(fā)破壞的結(jié)晶順序給定鏈片逐片,給它比其他的高強(qiáng)度纖維窮得多的耐熱性。它的熔點(diǎn)大約為130至136℃(266至277°F),[6]并且,根據(jù)DSM,它是不宜使用UHMWPE纖維在溫度超過(guò)80℃〜100℃(176至212°F)的對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間。它在溫度低于-150°C(-240°F)變得脆弱。[需要的引證]
分子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,也引起了那些罕見(jiàn)的高性能聚合物的表面化學(xué)性質(zhì)。例如,在大多數(shù)的聚合物的極性基團(tuán)容易地結(jié)合到水中。由于烯烴有沒(méi)有這樣的群體,超高分子量聚乙烯不吸水容易,也不容易潮濕,這使得它粘合到其它聚合物困難。出于同樣的原因,皮膚不與它進(jìn)行交互強(qiáng)烈,使得UHMWPE纖維表面感覺(jué)滑。以類似的方式,芳族聚合物往往容易受到由于芳香堆積相互作用的芳族溶劑,如超高分子量聚乙烯的效果的脂族聚合物是免疫的。由于超高分子量聚乙烯不含化學(xué)基團(tuán)(如酯,酰胺或羥基基團(tuán)),它們?nèi)菀资艿絹?lái)自激進(jìn)代理攻擊,它是防水,防潮,大多數(shù)化學(xué)品,紫外線輻射,微生物非常抗拒。
下拉伸載荷,超高分子量聚乙烯會(huì)變形持續(xù),只要應(yīng)力的存在,一個(gè)稱為蠕變效應(yīng)。
當(dāng)超高分子量聚乙烯被退火時(shí),材料被加熱到135℃至138℃的烘箱中或硅油或甘油的液體浴。該材料然后冷卻以5℃/小時(shí)至65℃或更低的速率。最后,該材料被包裹在絕緣毯24小時(shí),以使至室溫