Actual Problems in Machine Building 2017 Vol. 4 No. 2

Actual Problems in Machine Building. Vol. 4. N 2. 2017 Innovative Technologies in Mechanical Engineering ____________________________________________________________________ 40 УДК 678.027.93 ПРОБЛЕМЫШТАМПОВАНИЯ СВЕРХВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНОГО ПОЛИЭТИЛЕНА ВЫСОКОЙ ПЛОТНОСТИ Д.И. ЛАГЕРЕВА, магистрант Д.А. МИХАЙЛОВ, магистрант В.В. ПРОВОТОРОВ, магистрант К.Е. ШЕВЦОВА, магистрант (НГТУ, г. Новосибирск) Лагерева Д.И. – 630073, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20, Новосибирский государственный технический университет, e-mail: lagerenok@mail.ru В данной работе рассмотрены способы формования объемных изделий и методика объемной штамповки сверхвысокомолекулярного полиэтилена. Проведен литературный обзор структурных особенностей сверхвысокомолекулярного полиэтилена и его превращений. Проанализированы температурные диапазоны и связанные с этим особенности. Также рассмотрены методы исследования структуры СВМПЭ. Ключевые слова: сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМПЭ), деформирование, объемная штамповка, кристаллическая фаза, аморфная фаза, ламели, ламелярная структура. Введение В эндопротезировании большое распространение приобрел сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМПЭ). Данный полимер имеет требуемые показатели биосовместимости и при этом высокие показатели износостойкости, именно поэтому он находит применение в протезах суставов. Однако актуальным остается задача его формообразования, наиболее применяемым способом является механическая обработка заготовки (сортовой прокат). Существуют ограничения литья СВМПЭ ввиду высокой вязкости расплава, также материал подвержен шаржированию и склонен к окислению на воздухе. Все эти ограничения связаны с молекулярным строением и фазовым составом полимера [1, 2]. Теория Для изучения процессов термопрессования необходимо рассмотреть структуру полимера. Полимер представляет собой множество (поли) частиц (мер) связанных друг с другом, они могут быть линейными либо разветвленными. Полимер может присоединять новые ветвления, это определяется условиями его синтеза. Полиэтилен - это полимер, образованный из этилена (С 2 Н 4 ) (на рис. 1) условно показано два соединенных мономера), характеризуется показателем степени полимеризации и молекулярной массой. Однако он также может присоединять в свои цепочки и другие полимеры (которые будут являться сополимерами), что часто используется и в СВМПЭ. Например, в соответствии с ISO 11524 - который является промышленным стандартом для СВМПЭ, полимер может содержать до 50% сополимера и будет по-прежнему называться СВМПЭ. Цепь полимера может располагаться как аморфно так и упорядоченно. Она