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超高分子聚乙烯板材

【导读】	编辑：黄峰日期:2016-12-30
超高分子量聚乙烯板材英文名ultra-high molecular weight polyethylene(简称UHMWPE)，是分子量100万以上的聚乙烯。　　分子式：―(―CH2-CH2―)―n―，密度：0.936～0.964g/cm3。

超高分子聚乙烯板材产品的简介

　　机械性能高于一般的高密度聚乙烯。具有突出的抗冲击性、耐应力开裂性、耐高温蠕变性、低摩擦系数、自润滑性，卓越的耐化学腐蚀性、抗疲劳性、噪音阻尼性、耐核辐射性等。
　　使用温度100～110℃。耐寒性好，可在-269℃下使用。密度0.985g/cm3，分子量200万的产品，其断裂拉伸强度40MPa，断裂伸长率350%，弯曲弹性模量600MPa，悬臂梁缺口冲击冲不断。磨耗量(MPC法)20mm。
　　UHMWPE有极好的耐磨性，良好的耐低温冲击性、自润滑性、无毒、耐水、耐化学药品性，耐热性优于一般PE，缺点是耐热性（热变形温度）低、加工成型性差，外表面硬度，刚性，耐蠕变性不如一般工程塑料，膨胀系数偏大。UHMWPE流动性差，熔融状态下粘度极高，是呈橡胶状的高粘弹性体，早期仅能用压制和烧结方法成型，目前也可用挤出、注塑和吹塑方法加工。

超高分子聚乙烯板材产品特点

　　1、提高耐磨性。提高分子量聚乙烯最引人注目的一个性能是它具有极高耐磨性，这一性能有许多工程应用中都是十分宝贵的。在目前所有塑料中，其耐磨性是尽量的，就连许多金属材料(如碳钢、不锈钢、青铜等)的有规则磨性也不如它。随着聚乙烯分子量的升高，这种材料就越耐磨。
　　2、极高的抗冲击性能。超高分子量聚乙烯的抗冲强度和它的分子量有关，分子量低于200万时，随分子量增长，冲击强度增高，在200万左右达到一峰值，这时峰后，分子量再升高冲击强度反而会下降。这是由于分子链非常时妨碍了它的光晶作用，使在大分子中存在大的无定形区因而可以吸收较大的冲击能量。
　　根据文献资料，超高分子量聚乙烯和其它塑料按ASTM-D256方法测定的冲击强度值，从比较中得出：超高分子量聚乙烯的常温抗冲击性可分为以耐冲击著称的聚碳酯媲美，应用于常用的工程塑料。超高分子量聚乙烯即使有-40oC低温下，仍有很讥的抗冲击性能，甚至在液气-269oC温度下，仍然能保持较好的耐冲击性能，这种优异的低温特性，使超高分子量聚乙烯的应用扩展到低温工程领域。
　　3、很低的磨擦系数。超高分子量聚乙烯非常耐磨，而且磨擦系数低、自润滑性良好，是一种理想的轴承轴套、滑块、衬里材料。

　　使用超高分子量聚乙烯作为设备的磨擦部件，除可提高耐磨寿命外，还可收到节能效果。

　　4、良好的耐化学腐蚀性。超高分子量聚乙具有良的耐化学腐蚀特性，除浓硝酸、浓硫酸外，它在所有的碱液、酸液中都不会受腐蚀，并且可在温度(80oC的浓盐酸中应用，在〈20%的硝酸、〈75%的硫酸中也是稳定的，它对水、液体洗涤也很稳定。)
　　但是，超高分子量聚乙烯在芳香料或卤代料化合物中(特别是在温度较高的状况下)极易溶胀，因此，应用时要特别注意。
　　5、很低吸水性。超高分子量聚乙烯吸水率很低，它几乎是不吸水，在水中不膨胀，比尼龙的吸水性小得多。
　　6、热学性能。按ASTM(负荷4.6kg/cm2)方法的测定，热变形温度为85oC,在较小的负荷下，使用温度可达90oC，在特殊情况下，允许在更高的温度下使用，由于超高分子量聚乙烯是一种韧性极好的材料，因而它的耐低性能也非常优异，在-269oC低温下，仍具有一定的延展性，而没有脆裂迹象。
　　7、电性能。超高分子量聚乙烯在很宽的温度范围内，都具有很优良的电性能，它的体积电阻达10-18CM，击穿电压达50KV/mm,介电常数2.3。在较宽的温度及频率范围内，它的电性能变化极小。在耐热温度范围内，很适宜用作电气工程的结构材料和纸厂的材料。
　　8、无毒性超高分子量聚乙烯无味、无毒、无臭，本身无腐蚀性，具有生理循性和生理适应性，美国食品与药品管理局(FDA)和美国农业部(USDA)允许它用于与食品和药品接触的场合。

超高分子聚乙烯板材应用领域

　　 1、造纸工业：真空箱面板、脱水板、刮板、密封条、切纸机轴套等。
　　2、饮料食品机械：利用耐磨性、耐冲击性、不粘结、卫生无毒性，制作工作板、输送、齿轮等。
　　3、水处理：污水处理厂的污泥刮板、螺旋输送机衬板、泥浆泵叶轮、泵轴套、澄清装置齿轮和沉淀池的衬板等。
　　4、纺织机械：利用抗冲击性、耐磨性和自润滑性，如36齿轮、梭弹架机缓冲挡板、轴承衬瓦等。
　　5、医疗器械：人体植入物、人造关节、矫形外科器械和支架、外科手术器。
　　6、汽车制造：超高分子量聚乙烯板材制品不仅能够减少零件数量，在降低噪声方面也起到了很好的作用。生产厂家应利用超高分子量聚乙烯制品成型的特点，尽量是多个零件一体化，减少数目，设法达到一次成型复杂零件的目的。汽车超高分子量聚乙烯的使用量每年呈增长趋势。

超高分子聚乙烯板材使用说明

　　1 、初次使用，待料仓物料储存至整个仓容量的三分之二后，再行卸料。
　　2 、运用中，要始终保持物料的进仓落料点的仓内物料堆上，并始终保持仓内物料储存量在整个仓容量的二分之一以上。
　　3 、严禁物料直接冲击衬板。
　　4 、各种物料的硬度颗粒不同，不得随意更换物料和流量，若需改变，不得大于原设计能力的 12% ，随意改变物料或流量将会影响衬板的使用寿命。
　　5 、使用环境温度，一般不宜大于 80 ℃。
　　6 、不得使用外力破坏其结构和随意松动紧固件。
　　7 、物料在仓内静止状态时间不宜超过 36 小时（较粘性物料请不要在仓内停留，以防结块），含水量小于 4% 的物料可适当延长静止时间。
　　8 、在温度较低的时候，请注意物料在仓内的静止时间，避免产生冻块。

超高分子聚乙烯板材的改性

　　一、流动性改性：
　　①UHMWPE与LCP共混，大大改善了流动性，可以用单螺杆挤出机加工；LCP添加量越多，混合料的流动性也越好；
　　②UHMWPE与PE共混，PE的添加量在30%以下，以确保共混料既有良好的加工性，又不会降低太多优异性能；
　　③UHMWPE中加入10%以下的聚乙烯蜡、硬脂酸盐等助剂；

　　④UHMWPE中加入3~5%的层状纳米硅酸盐，熔体流动指数可以达到0.2~0.4g/10min；
　　⑤UHMWPE中加入1%的热解硅石，可以作为聚乙烯的成核剂来改善流动性。
　　二、耐磨性改性：
　　加入偶联处理过的二硫化钼、石墨、超细炭黑、超细玻璃微珠、碳纤维、聚四氟乙烯等可以降低摩擦系数、提高耐磨性；而加入橡胶、聚氨酯等则提高摩擦系数。
　　三、耐热性改性：
　　用等离子体交联处理后，可提高UHMWPE的使用温度达到200℃；在UHMWPE中填充偶联处理过的无机填料（如玻璃微珠、硅灰石、滑石粉、云母、碳酸钙等）可以明显提高热变形温度HDT。
　　四、导热性改性：
　　加入铜粉、铝粉、铅粉等金属粉末可以提高UHMWPE的导热性；

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