مشاكل فحص مواد البولي إيثيلين عالية الأداء UHMWPE

Thread Content

تم تعديل هذا المنشور آخر مرة بواسطة liaifeng في تاريخ 28-7-2018 الساعة 07:54. UHMWPE (بولي إيثيلين عالي الوزن الجزيئي) هو بلاستيك هندسي حراري ذو خصائص ممتازة، وتكون جزيئاته على شكل خطي، كما أن وزنه الجزيئي يصل إلى أكثر من 1.5 مليون. كثافته منخفضة، وله خصائص ممتازة مثل مقاومة التآكل، والقدرة على التشحيم الذاتي، ومقاومة الصدمات، ومقاومة التأكل وغيرها. يمنح الوزن الجزيئي العالي جدًا لمادة UHMWPE خصائص استخدامية ممتازة، حيث أن وزن الجزيئات في مادة HDPE عادةً ما يكون بين 20 ألف و300 ألف فقط. كما أنها تعتبر بلاستيكًا هندسيًا ترموبلاستيكيًا ذا سعر معقول وخصائص ممتازة؛ فهي تجمع بين مزايا مختلف أنواع البلاستيك، وتتمتع بخصائص مثل مقاومة التآكل والصدمات والقدرة على التشحيم الذاتي ومقاومة المواد الكيميائية، بالإضافة إلى قدرتها على امتصاص طاقة الصدمات ومقاومة درجات الحرارة المنخفضة، وكذلك كونها صديقة للبيئة وغير سامة، ولا تلتصق بالأسطح بسهولة، ولا تمتص الماء بسهولة، ولها كثافة منخفضة. في الواقع، لا يوجد حاليًا أي مادة بوليمرية بحتة تتمتع بهذا العدد الكبير من الخصائص الممتازة. مقاومة التآكل: تتصدر مادة UHMWPE قائمة المواد البلاستيكية من حيث مقاومة التآكل، بل إنها تتفوق على بعض المعادن. ومقارنةً بالبلاستيكات الهندسية الأخرى، فإن مؤشر تآكل مادة UHMWPE نتيجة التعرض للرمال يساوي 1/5 فقط من مؤشر PA66، و1/10 من مؤشر HEPE وPVC ； مقارنةً بالمعادن، فهو 1/7 من الفولاذ الكربوني و1/27 من النحاس الأصفر. إن مقاومة التآكل هذه عالية لدرجة أنه من الصعب اختبار مستوى مقاومتها للتآكل باستخدام طرق اختبار التآكل المعتادة للبلاستيك، ولذلك تم تصميم جهاز خاص لاختبار تآكل المواد بالرمل. تتناسب مقاومة التآكل لمادة UHMWPE مع الوزن الجزيئي، فكلما كان الوزن الجزيئي أعلى، كانت مقاومتها للتآكل أفضل. مقاومة الصدمات: تعتبر قوة مقاومة الصدمات للـ UHMWPE من بين الأعلى بين جميع البلاستيكات الهندسية، حيث تبلغ قوة مقاومتها للصدمات حوالي ضعف قوة PC المقاومة للصدمات، وخمسة أضعاف قوة ABS، وأكثر من 10 أضعاف قوة POM وPBTP. مقاومته للصدمات مرتفعة للغاية، لدرجة أنه من الصعب تحطيمه باستخدام طرق اختبار الصدمات المعتادة. تزداد قوة التأثير مع زيادة الوزن الجزيئي، وتصل إلى أقصى قيمة عند الوزن الجزيئي 1.5 مليون، ثم تنخفض تدريجياً مع استمرار ارتفاع الوزن الجزيئي. من الجدير بالذكر أنه يحافظ على قوة تحمل ممتازة في النيتروجين السائل (-195 درجة مئوية)، وهي خاصية لا تتوفر في المواد البلاستيكية الأخرى. بالإضافة إلى ذلك، تكون صلابة سطحه أعلى عند التعرض للصدمات المتكررة. يتمتع الـ UHMWPE بقدرة تشحيم ذاتية ممتازة، حيث أن معامل الاحتكاك لديه منخفض للغاية (0.05–0.11). يوضح الجدول 1 مقارنة معامل الاحتكاك بين UHMWPE والبلاستيكات الهندسية الأخرى. يتضح من الجدول 1 أن معامل الاحتكاك الحركي لبوليمر UHMWPE يساوي نصف قيمة PA66 وPOM تحت ظروف التشحيم بالماء، وأنه يأتي في المرتبة الثانية بعد بوليتترافلوروإيثيلين (PTFE)، وهو أفضل بلاستيك من حيث القدرة على التشحيم الذاتي، في حالة عدم وجود تشحيم ； عندما يعمل بطريقة الانزلاق أو الدوران، فإن قدرته على التشحيم تكون أفضل حتى من الفولاذ والبرونز بعد إضافة زيت التشحيم. لذلك، في مجال علم الاحتكاك، يُعتبر UHMWPE مادة احتكاكية ذات توازن مثالي بين التكلفة والأداء. معامل الاحتكاك | الاسم | زيت التشحيم الذاتي | زيت التشحيم | UHMWPE | 0.10–0.22 | 0.05–0.10 | 0.05–0.08 | PTFE | 0.04–0.25 | 0.04–0.08 | 0.04–0.05 | PA66 | 0.15–0.40 | 0.14–0.19 | 0.06–0.11 | POM | 0.15–0.35 | 0.10–0.20 | 0.05–0.10
الجدول 1: مقارنة معاملات الاحتكاك بين UHMWPE والبلاستيك الهندسي الآخر
مقاومة المواد الكيميائية: يتمتع UHMWPE بمقاومة ممتازة للمواد الكيميائية؛ فباستثناء الأحماض ذات الخصائص الأكسدية القوية، يمكنه تحمل مختلف المواد المسببة للتآكل (الأحماض والقلويات والأملاح) والمواد العضوية (باستثناء المذيبات النفطية)، في نطاق معين من درجات الحرارة والتركيزات. عند غمره في 80 مذيبًا عضويًا عند درجتي حرارة 20 درجة مئوية و80 درجة مئوية لمدة 30 يومًا، لم تظهر على سطحه أي تغيرات غير طبيعية، ولم يطرأ تغيير يذكر على خصائصه الفيزيائية الأخرى. يتمتع مادة UHMWPE بقدرة ممتازة على امتصاص طاقة الصدمات، حيث تكون قيمة امتصاص الطاقة لديها الأعلى بين جميع أنواع البلاستيك. ولذلك، فإنها تتمتع بخصائص ممتازة في تقليل الضوضاء، مما يجعلها فعالة جدًا في تخفيض مستوى الضوضاء. مقاومة درجات الحرارة المنخفضة: يتمتع UHMWPE بمقاومة ممتازة لدرجات الحرارة المنخفضة، حيث يظل قادرًا على الانكماش في درجة حرارة الهيليوم السائل (-169 درجة مئوية)، ولذلك يمكن استخدامه كمكونات مقاومة لدرجات الحرارة المنخفضة في الصناعة النووية. خالٍ من السمية وصالح للاستخدام الصحي: يتمتع UHMWPE بخصائص خالية من السمية، وهو يلبي بشكل كامل معايير الجمعية اليابانية للصحة، كما أنه حاز على موافقة إدارة الغذاء والدواء الأمريكية ووزارة الزراعة الأمريكية، ويمكن استخدامه في التعامل مع الأغذية والأدوية. إن قدرة سطح البوليإيثيلين عالي الوزن الجزيئي غير اللاصق على الامتصاص ضعيفة للغاية؛ وتأتي قدرته على مقاومة الالتصاق في المرتبة الثانية بعد مادة PTFE، وهي أفضل مادة بلاستيكية غير لاصقة. ولهذا السبب، فإن سطح المنتجات المصنوعة من هذا المادة لا يلتصق بسهولة بالمواد الأخرى. انخفاض قدرة الامتصاص: معدل امتصاص المادة UHMWPE منخفض جدًا ； عادةً ما يكون أقل من 0.01%، أي فقط 1% من نسبة الرطوبة في PA66، ولذلك لا حاجة عادةً للتجفيف قبل عملية التشكيل. الكثافة: يوضح الجدول 2 مقارنة كثافة UHMWPE مع البلاستيكات الهندسية الأخرى. كما يتضح من الجدول 2، فإن كثافة مادة UHMWPE أقل من كثافة جميع المواد البلاستيكية الهندسية الأخرى؛ حيث تكون أقل بنسبة 56% من كثافة PTFE، وأقل بنسبة 33% من كثافة POM، وأقل بنسبة 30% من كثافة PBTP. لذلك، فإن المنتجات المصنوعة من هذه المادة خفيفة جدًا. الاسم، الكثافة النسبية، نسبة كثافة UHMWPE مقارنة بالمواد الأخرى/%:
PTFE: 2.12، 56؛ POM: 1.41، 33؛ PBTP: 1.31، 30؛ PC: 1.20، 22؛ PA: 1.02–1.14، 8–18؛ UHMWPE: 0.94.
الجدول 2: مقارنة كثافة UHMWPE مع باقي المواد البلاستيكية الهندسية.
قوة الشد: نظرًا لأن UHMWPE يتمتع بخصائص هيكلية تسمح به تحمل قوى شد عالية جدًا، فإنه من الممكن استخدام طريقة النسج الجيلاتيني لإنتاج ألياف ذات مرونة وقوة عاليتين للغاية، حيث تصل قوة الشد إلى 3–3.5 جيجا باسكال، بينما تصل مرونته إلى 100–125 جيجا باسكال ； إن معدل قوة الألياف مقارنة بوزنها هو الأعلى بين جميع الألياف التي تم تسويقها حتى الآن؛ فهو أعلى بأربع مرات من ألياف الكربون، وأعلى بعشر مرات من الفولاذ، وأعلى بنسبة 50% من ألياف الأراميد. من المزايا الأخرى لمادة UHMWPE، أن لها خصائص عزل كهربائي ممتازة، بالإضافة إلى قدرة أفضل على مقاومة التشققات الناتجة عن الضغوط البيئية مقارنة بمادة HDPE، كما أن لها قدرة أفضل على مقاومة التعب والإشعاعات من نوع r مقارنة بمادة HDPE أيضًا. تعديل طريقة الإنتاج: يمكن إنتاج البولي إيثيلين ذو الوزن الجزيئي الفائق عن طريق استخدام نفس طريقة إنتاج البولي إيثيلين عالي الكثافة، مع تغيير شروط العملية للتحكم في الوزن الجزيئي. طرق الإنتاج تشمل طريقة زيغلر، وطريقة سولفاي، وطريقة المحاليل. طريقة زيغلر: طريقة زيغلر هي طريقة البلمرة تحت الضغط المنخفض. يستخدم في عملية البوليمرة أكسيد التيتانيوم والألومينات الألكيلية مثل الإيثيل ألومينات أو الديإيثيل ألومينات كمحفزات، بينما يُستخدم الهيبتان أو البنزين كمذيب، وذلك في درجات حرارة تتراوح بين 60-90 درجة مئوية وتحت ضغط جوي طبيعي. عادةً ما تستخدم أجهزة التفاعل مفاعلات برميلية أو مفاعلات على شكل أبراج عمودية. عند استخدام مفاعل على شكل برج، يجب تركيب مروحة خلط حلزونية متعددة الطبقات في قاع البرج. عملية التصنيع بطريقة زيغلر هي كالتالي: أولاً، يتم وضع العامل المحفز المذاب في المذيب مع مادة الإيثيلين في جهاز التفاعل لإجراء عملية التكثيف، وهي عملية تصدر حرارة، لذا يجب تبريدها إلى درجة حرارة التفاعل المطلوبة؛ ثم يتم وضع نواتج عملية التكثيف في خزان لتفكيك العامل المحفز، ويضاف إليه الميثانول لتفكيك العامل المحفز؛ وأخيراً، بعد الترشيح والتجفيف، يتم الحصول على منتج UHMWPE بمتوسط وزن جزيئي يتراوح بين مليون وخمسمائة ألف. طريقة سولفاي: هي طريقة إنتاج جديدة تجمع بين المفاعل الحلقي المستخدم في طريقة فيليب، والمحفز الفعال من نوع زيغلر الذي يعتمد على مركبات المغنيسيوم كوسيط. تستخدم طريقة سولفا كعامل محفز تيتانيوم رباعي كلوريد، وكمواد مُنشطة مركبات الألكيل الألومينيوم وما شابه، أما حاملات العامل المحفز فغالبًا ما تكون MgCl2 أو MgClOH بعد حرقها لإنتاج مسام ذات أحجام كبيرة. تتمثل ميزة هذه الطريقة في امتصاص العامل الحفاز على حامل ذي مساحة سطحية كبيرة، مما يؤدي إلى تمدد البنية البلورية، وبالتالي يعمل معظم ذرات الفلزات الانتقالية كمراكز نشطة للتبلمر. ويمكن أن تصل كفاءة العامل الحفاز إلى 50-600 كجم من 4Tio. تجري عملية البلمرة في أنبوب تفاعل مغلق، يحيط به غلاف من الماء البارد، ويحتوي على مروحة طرد مركزي عالية السرعة لتجانس العامل الحفاز، وخلطه مع الإيثيلين والوحدات المشتركة للبلمرة التي يتم ضخها لتنظيم الكثافة. درجة حرارة التفاعل 80–90 درجة مئوية، وضغط الإيثيلين 1.0 ميجا باسكال، ومدة التفاعل 2–3 ساعات. يتم ترشيح العجينة الناتجة بالطرد المركزي، ثم يتم استخلاص المذيب المتبقي من الرواسب باستخدام البخار، وبعد ذلك يجففها تيار الهواء، لتنتج بوليإيثيلين فائق الوزن الجزيئي ذو الوزن الجزيئي المتوسط الذي يتراوح بين 1.5 مليون و6 ملايين. طريقة الحل: تستخدم طريقة الحل CrO₃ كعامل محفز، وAl₂O₃-SiO₂ كحامل، وتستخدم الهيدروكربونات من نوع C6 كمذيب. تتم عملية البلمرة عند درجة حرارة تزيد بمقدار 170-180 درجة مئوية عن نقطة انصهار البوليمر، مع التحكم في الضغط ضمن النطاق من 1.96 إلى 2.94 ميجا باسكال؛ ثم باستخدام الإيثيلين وكمية قليلة من المونومر المشترك الهكسين كمواد أولية، يتم إذابة كل من الإيثيلين والبوليإيثيلين في المذيب لتكوين نظام تفاعل متجانس؛ وبعد انتهاء عملية البلمرة، يُزال الإيثيلين عبر التبخير السريع، ثم يتم فصل البوليمر وتركيزه وتبريده للحصول عليه. يمكن باستخدام هذه الطريقة إنتاج مادة UHMWPE ذات الوزن الجزيئي المتوسط الأكبر من مليون 100. تم تطبيق مادة UHMWPE بشكل واسع في مجالات مثل النسيج والورق والتغليف والنقل والصناعات الكيميائية والتعدين والنفط والبناء والكهرباء والأغذية والرعاية الصحية والرياضة، كما بدأ استخدامها في مجالات مثل الأسلحة التقليدية والسفن والسيارات. وفي المستقبل، سيتم توسيع ذلك ليشمل مجالات مثل الفضاء والطاقة النووية. التطبيقات التي تتطلب مقاومة التآكل والصدمات: 1.1، آلات النسيج. تُعد آلات النسيج أول مجال تم فيه استخدام البوليإيثيلين عالي الوزن الجزيئي جداً، ففي عام 1958، استخدمت عدة شركات هذا المادة لصنع أجزاء الآلات، مثل استبدال عُقَد الجلد المصنوعة من جلد الأبقار، وهي أكثر المواد مرونة، بعُقَد مصنوعة من البوليإيثيلين عالي الوزن الجزيئي جداً في النولات؛ حيث تتحمل هذه العُقَد اهتزازات وصدمات متكررة بمعدل يتراوح بين 40 و180 مرة في الدقيقة، وتصل عمرتها إلى 5-6 أضعاف عمر عُقَد جلد الأبقار. حالياً، يبلغ متوسط عدد قطع UHMWPE المستخدمة في كل آلة نسيج في الخارج حوالي 30 قطعة، مثل قطع مقاومة للصدمات والتآكل كأجهزة الإلقاء، ومضارب الدفع، والتروس، والموصلات، وقضبان إزالة الوبر، وكتل التخميد، وأغطية محاور القضبان، والعارضة المتأرجحة الخلفية، وغيرها. 1.2، آلات صناعة الورق: تُعد آلات صناعة الورق المجال الصناعي الثاني الذي يتم فيه استخدام مادة UHMWPE؛ ففي حوالي عام 1960، تم تركيب شرائط مقاومة للتآكل من مادة UHMWPE لأول مرة على جهاز نقل في إحدى آلات تقشير الخشب، حيث قدمت حماية جيدة للوح القاعدي والسلسلة، ولم يطرأ عليها أي تآكل تقريبًا بعد استخدامها لمدة 5 سنوات. ووفقًا للتقديرات، فإن عمر الأغشية المضادة للتآكل يكون أطول بأكثر من الضعف مقارنة بعمر السلسلة. ويتم استخدام مواد مضادة للتآكل مثل UHMWPE والفولاذ المقاوم للصدأ وخشب القيقب والبولي يوريثان المصبوب والبلاستيك الفينولي المركب كأغطية لخزانات السوائل. لكن الأهم من ذلك هو أن أغطية UHMWPE تسبب مقاومة أقل لشبكة الفولاذ المقاوم للصدأ الموجودة على خزانات السوائل مقارنة بالمواد الأخرى، وبالتالي يمكنها تمديد عمر شبكة الفولاذ المقاوم للصدأ الثمينة. اليوم، تشكل كمية UHMWPE المطلوبة في صناعة الورق 10% من الكمية الإجمالية، ويتم استخدامها في صناعة أجزاء مثل ألواح التنظيف في آلات الورق، وأغطية خزانات السوائل، والأجزاء المستخدمة في عملية الضغط، بالإضافة إلى الوصلات المختلفة ； بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام UHMWPE أيضًا في تصنيع مكونات مثل محاور الختم والعجلات الدليلة والمكشطات والمرشحات في آلات صناعة الورق. 1.3، آلات التعبئة: تتميز مادة UHMWPE بمقاومتها العالية للتآكل، وانخفاض معامل الاحتكاك لديها، بالإضافة إلى خصائصها المضادة للالتصاق، ولذلك فهي أكثر ملاءمة للاستخدام في آلات التعبئة مقارنة ببعض المعادن وأنواع البلاستيك الأخرى، كما يمكن استخدامها كبديل للبرونز الفوسفوري والبلاستيكات الفلورية. يساهم استخدام مادة UHMWPE بدلاً من البلاستيكات المعدلة بالفلور في صناعة القضبان الإرشادية، وقواعد الانزلاق لأجهزة النقل، والألواح الثابتة، ليس فقط في **خفض تكاليف الاستثمار في المعدات، بل أيضًا في زيادة عمرها الافتراضي بمقدار 10 إلى 50 مرة. أدى استبدال البلاستيك الحراري الصلب المستخدم سابقًا بمادة UHMWPE في عجلات التوقيت الموجودة على خطوط إنتاج المنظفات السائلة، إلى حل المشاكل المتعلقة بتآكل الزجاجات وخدوشها وتليينها، **كما قلت تكاليف قطع الغيار. وقد بدأ استخدام محاور التوقيت المصنوعة من مادة UHMWPE كأجزاء قياسية في العديد من خطوط التعبئة. قامت إحدى شركات إنتاج البيرة الكبرى في الغرب بتصنيع حزام ناقل للزجاجات بطول 1.6 كم من مادة UHMWPE؛ وهذا الحزام أكثر متانة بعدة مرات من الحزام المصنوع من البرونز الفوسفوري. في خط التجميع لإحدى مصانع تجميع السيارات في الخارج، تُستخدم عجلات سلسلية لتحريك العربات على منصة نقل الصفائح المعدنية، وبسبب الاحتكاك بين السلسلة والصفائح المعدنية، فإن السلسلة تتضرر بسهولة. يؤدي استخدام ألواح UHMWPE بدلاً من الصفائح المعدنية إلى **تقليل** التآكل، كما يقلل أيضًا من استهلاك الطاقة. 1.4، الآلات العامة: نظرًا لخصائص UHMWPE الممتازة في مقاومة التآكل والصدمات، فإنه يُستخدم على نطاق واسع في صناعة التصنيع الميكانيكي، حيث يمكن استخدامه في صناعة أنواع مختلفة من التروس والكامات والشفرات والعجلات الدوارة والبكرات والمحامل وأغطية المحاور والوسادات العازلة والواصلات المرنة والبراغي وغيرها من الأجزاء الميكانيكية. التطبيقات التي تعتمد بشكل أساسي على خصائص الاحتكاك المنخفض وعدم الالتصاق: 2.1، تخزين ونقل المواد: يمكن استخدام مادة UHMWPE في صنع طبقات تغليف للخزانات والأحواض المستخدمة في تخزين المواد البودرية مثل الفحم والأسمنت والجير ومسحوق المعادن والملح والحبوب. وبفضل خصائصها الممتازة في الاحتكاك المنخفض وعدم الالتصاق، فإن هذه المادة تساعد على منع تلك المواد البودرية من الالتصاق بأجهزة التخزين والنقل، مما يضمن نقلًا مستقرًا لها. في الماضي، كانت الخزانات المستخدمة لنقل الفحم ومسحوق المعادن والحبوب مزودة بطبقة من الفولاذ المقاوم للصدأ، أما الآن فقد تم استخدام طبقة من مادة UHMWPE بدلاً منها. ويساعد استخدام هذه المادة في تقليل ظاهرة التسخين عند الاستخدام المطول. وتستخدم شركة باوغانغ مادة UHMWPE في خزانات نقل الخامات، مما يزيد من عمرها الافتراضي بمقدار 10 إلى 50 مرة مقارنة بالمواد المعدنية المستخدمة سابقاً. يسهل استخدام مادة UHMWPE في تغطية الخزانات، كما أن تكلفتها منخفضة، ولذلك يتم استخدام هذه المادة أيضًا في تغطية خزانات نقل الفحم في المحطات الكهربائية الكبيرة. تُصنع قنوات نقل الفحم في مناجم الفحم من مادة UHMWPE، مما يسمح بتقليل زاوية الميل وبالتالي زيادة كمية الفحم المستخرجة. يمكن نقل 400 ألف طن من الفحم دون الحاجة إلى استبدال الأخاديد، كما أن عمرها الافتراضي أطول بمرتين مقارنة بالأخاديد المصنوعة من سبائك المغنيسيوم. يُستخدم البوليإيثيلين عالي الوزن الجزيئي في أنابيب نقل المواد الصلبة مثل الرمال المتحركة؛ حيث يزيد عمره الافتراضي 18 مرة مقارنة بأنابيب الفولاذ، وينخفض تكلفته إلى 1/25 من تكلفة الأنابيب الفولاذية. كما يزيد عمره الافتراضي 3 مرات مقارنة بأنابيب النايلون، وتنخفض تكلفته إلى 1/8 من تكلفة أنابيب النايلون. أثناء النقل، يكون مقاومة التدفق داخل الأنبوب أقل بنسبة 25% مقارنة بالأنابيب المعدنية، **مما يزيد من كفاءة النقل.** فيما يتعلق بالطبقات الداخلية للأخاديد والمجارف وعربات الخام، عند استخدام المواد المعدنية التقليدية، فإن المواد تتجمد على سطح المعدن في الأجواء الباردة والرطبة، أما باستخدام مادة UHMWPE فلا يحدث ذلك، مما **يقلل من وقت التفريغ. بعد تغطية فتحة التفريغ في سفن البضائع السائبة بطبقة من ألواح UHMWPE، انخفض متوسط وقت التفريغ من 16 إلى 20 ساعة إلى 8 ساعات. 2.2 الآلات الزراعية والإنشائية: يتمتع مادة UHMWPE بخصائص تشحيم ذاتية ممتازة، حيث يسهل انزلاق التربة على سطحها دون حدوث التصاق، كما أنها تتمتع بمقاومة عالية للصدمات والتآكل، مما يجعلها مناسبة لصناعة أجزاء الآلات الزراعية والإنشائية. مثل لوحات الانزلاق في الحصادات المتعددة الوظائف، وألواح التغطية الخارجية لأدوات الحرث، وألواح الكشط في آلات إزالة التربة، والطبقات الداخلية لمجارف الحفارات، والطبقات الداخلية لصناديق الشاحنات المقلوبة، وغيرها؛ فإنها يمكن أن تزيد بشكل كبير من كفاءة العمل وتقلل من استهلاك الطاقة. 2.3 لوازم الرياضة: يمكن استخدام خصائص UHMWPE المتمثلة في قدرته على التشحيم الذاتي ومقاومته للتآكل والبرودة، في صناعة أسطح الزلاجات ولوحات التزلج، حيث تستخدم دول أوروبا وأمريكا UHMWPE بشكل رئيسي في هذا الغرض ； يتم تغطية مسارات التزلج بمادة UHMWPE (بسمك 20 مم)، ويمكن للزلاجات أن تصل إلى سرعة قصوى تبلغ 110 كم/ساعة. ملاعب التزلج المصنوعة من مادة UHMWPE من قبل شركة ميتسوي للبتروكيماويات اليابانية، تم افتتاحها للجمهور في مقاطعة كاغوشيما عام 1975، وكانت تكلفة بنائها ربع تكلفة ملاعب التزلج العادية. يُستخدم UHMWPE في التطبيقات التي تتطلب مقاومة عالية للتآكل وعدم امتصاص الماء، حيث يتمتع بثبات كيميائي ممتاز وعدم قدرته على امتصاص الماء. يمكن استخدامه كمادة لتغطية أجهزة تخزين المحاليل المختلفة، بالإضافة إلى استخدامه في صنع حاويات تعبئة كبيرة، مثل الطوافات وأحواض جمع المياه وخزانات البنزين وحاويات الأسمدة الزراعية، بالإضافة إلى استخدامه في حاويات تخزين المياه في أجهزة الطاقة الشمسية. وهذا أيضًا أحد المجالات التي يتم فيها استخدام UHMWPE على نطاق واسع حاليًا. تتمتع حاويات UHMWPE بقوة مقاومة عالية للصدمات الناتجة عن السقوط. إذا تم ملء الحاوية بـ 20 كجم من الماء ثم أُسقطت من ارتفاع كبير على لوح فولاذي بسمك 10 مم، فإن الارتفاع الذي يتسبب في تحطم الحاويات المصنوعة من البوليإيثيلين العادي يكون 9 أمتار فقط، بينما يمكن أن يصل هذا الارتفاع إلى أكثر من 15 مترًا بالنسبة للحاويات المصنوعة من UHMWPE. التطبيقات التي تعتمد على الخصائص الصحية وعدم السمية: 4.1، صناعة الأغذية والمشروبات. يتمتع البوليإيثيلين عالي الوزن الجزيئي بخصائص عدم السمية ومقاومة الماء وعدم الالتصاق المطلوبة في صناعة الأغذية. المواد المحددة للاستخدام المباشر في اتصال بالأغذية. يمكن استخدامه في خطوط نقل البيرة والمشروبات المنعشة والتوابل وغيرها. عند نقل البضائع، يمكنه منع تلف الزجاجات وما شابه، كما يقلل من الضوضاء ويخفف من تآكل الأحزمة الناقلة والبراغي الناقلة، بالإضافة إلى تقليل استهلاك الطاقة. كما يمكن استخدامه في صناعة أجزاء معدات إنتاج اللحوم والحليب والحلويات والفواكه المجففة والخبز. 4.2، الاستخدامات الطبية: يتمتع مادة UHMWPE بخصائص ممتازة من حيث الخمول الفسيولوجي والقدرة على التكيف مع الظروف الفسيولوجية. وقد وافقت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية ووزارة الزراعة على استخدامه في المجالات الطبية التي يكون فيها اتصال بالجسم البشري، مثل استخدامه في صناعة صمامات القلب، وأجزاء جراحة الترميم، والمفاصل الصناعية، وأجهزة منع الحمل. لذلك، فهو مادة بوليمرية طبية مثالية. مفصل الورك والركبة الصناعي المكون من كُسْرة مفصلية مصنوعة من UHMWPE وفخذ معدني، يتميز بمقاومة أفضل للتآكل وأمان أكبر مقارنةً بـ PTFE. حتى الآن، خضع مئات الآلاف من الأشخاص في جميع أنحاء العالم لزراعة هذه المفاصل الصناعية. تطبيقات الخصائص الأخرى 5.1، تطبيقات مقاومة درجات الحرارة المنخفضة: يتمتع UHMWPE بخصائص ممتازة في مقاومة درجات الحرارة المنخفضة، ويمكن استخدامه في مختلف الآلات المبردة، كما يمكن أن يُستخدم كمكونات قادرة على تحمل درجات الحرارة المنخفضة في الصناعة النووية. وفي مجال التوصيل فوق الحراري عند درجات حرارة منخفضة، يعتبر مادة عازلة مثالية. يتمتع UHMWPE بقدرة ممتازة على حجب الأشعة، ولذلك يمكن استخدامه كلوحات حماية في محطات توليد الطاقة النووية. 5.2، تطبيقات الخصائص العازلة الكهربائية: يتميز البوليإيثيلين عالي الوزن الجزيئي بخصائص عازلة كهربائية جيدة، وخاصةً قيمة زاوية فقدان العزل الكهربائي المنخفضة لديه، ولذلك يمكن استخدامه في صناعة أحواض الكهرباء، والأسطوانات، والمواد العازلة التي تعمل في نطاقات الترددات العالية والفائقة العالية، بالإضافة إلى حوامل العزل، وأنابيب الكابلات، وأجهزة الفصل عن الدائرة، وموصلات الكابلات، وغيرها من الأجهزة الكهربائية. العيوب: مقارنةً بغيره من البلاستيكات الهندسية، فإن مقاومة الحرارة والصلابة والقساوة لدى UHMWPE منخفضة، ولكن يمكن تحسينها باستخدام طرق مثل "التعبئة" و"التشابك" ； من ناحية مقاومة الحرارة، فإن نقطة الانصهار للـ UHMWPE (136 درجة مئوية) تكون مشابهة إلى حد كبير لنقطة انصهار البولي إيثيلين العادي، لكن بسبب كتلته الجزيئية الكبيرة ولزوجته العالية أثناء الانصهار، فإن معالجته تكون صعبة. السؤال هو: كيف يتم اختبار خصائص مادة البولي إيثيلين عالي الألفة، وكذلك وزنها الجزيئي؟ ما هي معايير الاختبار؟