SPECTRA – plast, ktorý sa môže preťahovať s oceľou

Keď sa povie polyetylén, väčšina z nás si asi predstaví vedro, potravinársku fóliu alebo bežnú igelitku. Tento plast však možno „začarovať“ natoľko, že v pevnosti a ďalších vlastnostiach môže prekonať aj oceľ. Zázrak zvaný UHMWPE (polyetylén s vysokou molekulárnou hmotnosťou) pod názvom Spectra si tak nachádza stále viac cestičiek aj do outdoorového vybavenia. Kde ho nájdeme a prečo? 

Z OBSAHU:

• Ako vlákna Spectra získavajú svoju pevnosť?
• Pohľad do histórie
• Výhody a nevýhody vlákien Spectra
• Kde Spectru nájdeme?

Ako získa polyetylén obrovskú pevnosť?

Spectra patrí chemicky a technologicky do rovnakej skupiny ako napríklad Dyneema. Ide o špeciálne upravený polyetylén. Za svoju pevnosť vďačí takzvanému gel-spinningu, spriadanie z gélu. Zjednodušene povedané sa z polyetylénu pomocou rozpúšťadla vytvorí hustá „polievka“, gél, želé, ak chcete. Tento gél sa následne ešte za tepla pretláča cez „sitko“, cez veľmi drobné otvory tak, aby vznikli primárne vlákna, niečo ako „rezance“. Tieto rezančeky sa ďalej naťahujú a dochádza k usporiadaniu reťazcov molekúl do pravidelných radov.

Môžeme si to predstaviť niečo ako usporiadanie rozhádzaných špagiet do úhľadného zväzku. Jednotlivé špagety sú pomerne krehké, ale keď ich je väčšie množstvo pekne zoradené vedľa seba, už ich nemáme šancu zlomiť. Na podobnom princípe pracujú natiahnuté, zrovnané reťazce polyetylénu. Jednotlivé vlákna sa nazývajú filamenty. V jednom takomto zväzku ich môže byť od 40 do 480. Posledným výrobným krokom je schladenie, stabilizácia materiálu. A je hotovo – plastová oceľ je na svete.

Pohľad do histórie

Spectra je patentovaným materiálom a názov je registrovaný ako obchodná známka amerického Honeywellu. Oficiálny záznam amerického patentového úradu uvádza prvé komerčné použitie v roku 1985 v oblasti vlákien a lán. UHMWPE ako materiál sa ale používa už od 50. rokov minulého storočia. Samotné vlákna s extrémnou pevnosťou sa z neho začali vyrábať o niečo neskôr. Najznámejším vláknom je okrem Dyneemy práve Spectra.

Vlastnosti vlákien Spectra

Spectra je žiarivým príkladom toho, že moderné plastové materiály môžu tie klasické materiály v mnohých ohľadoch prekonávať. Extrémne molekulové dĺžky usporiadaných reťazcov UHMWPE majú mnoho zaujímavých vlastností:

• Predovšetkým je to vysoká pevnosť. Výrobca uvádza, že Spectra môže byť na jednotku hmotnosti až 15x pevnejšia ako oceľ.
• Pri vysokej pevnosti si Spectra zachováva nízku hmotnosť. Je tak ideálny všade, kde ide o pevnosť s minimálnou hmotnosťou – horolezecké prostriedky, ale napríklad aj námornícke laná, rybárske šnúry alebo šnúry na kiting. Vlákna Spectra sa pre svoje vlastnosti používajú aj v medicíne. Vlákna so špeciálnou úpravou nachádzajú uplatnenie v balistickej ochrane.
• Spectra má nízku hustotu, nižšiu, ako je to pri vode, a tak na hladine pláva. Toto sa využíva pre najrôznejšie aplikácie prichádzajúce do styku s vodou, napr. pri námorných a lodných lán.
• Tiež ďalšia vlastnosť - nenasiakavosť - nahráva takémuto využitiu. Spectra je hydrofóbna.
• Má aj vysokú chemickú odolnosť voči širokému spektru látok - či už kyselín, alebo zásad. Výborne tiež odoláva UV žiareniu.
• Vlákna Spectra vykazujú nízke trenie, čo je výhodou v prípade odierania napríklad horolezeckých slučiek cez hrany skál. Vlákna sú tiež veľmi odolné proti ohybovej únave. Nízke trenie však sťažuje viazanie spoľahlivých uzlov (horšia uzlovateľnosť), uviazané uzly zase viac znižujú pevnosť slučky alebo lana. Pri Spectre je teda v prípade horolezeckých aplikácií vhodnejšie prešívanie.
• Pomerne nízka teplota topenia má za následok nižšiu tepelnú odolnosť. Teplota topenia sa pri Spectre pohybuje už zhruba na úrovni 150 °C.

Kde Spectru nájdeme?

Okrem horolezeckých aplikácií sa Spectra začína uplatňovať aj pri outdoorovom oblečení. Ide predovšetkým o kúsky, pri ktorých sa počíta s nasadením v ťažkých podmienkach, s hrubým zaobchádzaním, a teda potrebou vysokej odolnosti.

Spectru nájdeme napríklad pri La Sportive v kolekcii Helixir (bunda, nohavice, šortky). Prímes „nepriestrelných“ vlákien Spectra zvyšuje celkovú odolnosť tkaniny proti roztrhnutiu a oderu aj jej pevnosť. Spectra sa tiež používa na zvršky obuvi určené do ťažkého terénu – napríklad pri nástupovkách alebo horolezeckých topánkach, ako môžeme vidieť napríklad pri značke The North Face.

Príklady rôznych aplikácií vlákien Spectra