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超高分子量聚乙烯板材

【导读】	编辑：潇雨日期: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。热变形温度(

超高分子量聚乙烯板材产品简介

　　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，也可用挤出、注塑和吹塑方法加工。

超高分子量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-40℃低温下，仍有很强的抗冲击性能，甚至在液气-269℃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(80℃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85℃,在较小的负荷下，使用温度可达90℃，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-269℃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。

　　它的这些特性，特别是耐磨、抗冲击性、自润滑性能，在工程塑料中都是尽量的。

超高分子量聚乙烯板材生产加工

　　由于超高分子量聚乙烯的分子链呈缠绕状、粘度极高、几乎没有流动性，所以加工难度很大。用一般的加工设备加工产品很难成型。

　　目前超高分子量聚乙烯板材的加工大都采用烧结模压法，也有采用柱塞挤出法但产量很低。

　　采用模压法生产超高分子量聚乙烯板材时一般采用如下生产工艺:

　　1.原材料的选用
　　原材料的优劣决定了板材产品的品质。选用分子量300万以上优质的原材料加以科学的配方，合理的工艺才能得到优质的产品。

　　2.配料
　　首先检验原材料的各项性能指标(核对产品检验报告)，按确定的配方比例加入各种添加剂放入高速混料机，在一定的压力、温度下混合好予配料，充分排出原料中的水分。如果板材的颜色有要求的话，还得根据颜色的要求添加相应的颜料。

　　3.加压塑化
　　将混合好的原材料装入模具中加一定的压力排出原料中的空气，加高温使模具中的无料塑化成透明糊状体，保持一定的温度和压力使之充分塑化。

　　4.成型
　　经过充分塑化后，逐渐将温度降低，同时加高压。温度越低所加的压力就越大，直到达到工艺的要求。

　　5.脱模整形
　　板材从模具中取出后经过人工整形后入库待运。

超高分子量聚乙烯板材产品应用

　　超高分子量聚乙烯是指分子量在300万以上的线性结构聚乙烯，是综合性能尽量的工程塑料，其耐磨、耐冲击、耐腐蚀、自润滑、吸收冲击能-这五个性能是现有塑料中尽量的，在国际上被称为"令人惊异的材料"。

　　超高分子量聚乙烯(Ultra High Molecular Weight Polyethylene)因其所具有的优越性能，目前已在国民工业的各个部门得到了广泛应用。UHMW-PE已在纺织、造纸、包装、运输、机械、化工、采矿、石油、农业、建筑、电气、食品、医疗、体育等领域得到广泛应用，并开始进入常规兵器、船舶、汽车等领域。

　　1、以耐磨性和耐冲击性为主的应用
　　1)、纺织机械
　　纺织机械是UHMWPE最早应用的领域。目前，国外在每台纺织机械应用的UHMWPE零件平均有30件，如投梭器、打梭棒、齿轮、联结器、扫花杆、缓冲块、偏心轮、杆轴套、摆动后梁等耐冲击磨损零件。

　　2)、造纸机械
　　造纸机械是UHMWPE应用的第二个领域。目前，在造纸机械应用UHMWPE的用量占总量的10%，如采用UHMWPE制造造纸机的刮水板、吸水箱盖板、导流板、水翼、压密部件、接头、密封轴杆、偏导轮、刮刀、过滤器等。

　　3)、包装机械
　　用UHMWPE取代改性氟塑料制作导轨，传送装置的滑块座、固定板等，UHMW-PE导轨，垫条，护拦(塑钢)。

　　4)、通用机械
　　用UHMWPE可制作齿轮、凸轮、叶轮、滚轮、滑轮、轴承、轴瓦、轴套、销轴、垫片、密封垫、弹性联轴节、螺钉、管卡等。如码头、桥梁墩的防护板。

　　2、以自润滑性和不粘性为主的应用
　　1)、材料储运
　　用UHMWPE可制作粉状类的衬里，如:料仓，料斗，溜槽等回流装置，滑动面，滚筒等。煤斗、粉状类产品斗等仓斗类内衬的储存仓料斗衬板。

　　2)、农业、建筑机械
　　用UHMWPE可制作农具的防磨耗板、托架等。

　　3)、文体用品
　　用UHMWPE可制作滑冰的雪橇滑板、雪橇拖板等。

　　3、以耐腐蚀性和不吸水性为主的应用
　　1)、容器包装
　　用UHMW-PE制作太阳能设备的温水容器，是目前UHMWPE应用得最广泛的领域之一。

　　2)、化工设备
　　用UHMW-PE制作化学工业部件，如:密封填板、填密料、真空模盒、泵部件、轴承衬瓦、齿轮、密封结合等。

　　3)、输送管道

　　4、以卫生无毒性为主的应用
　　1)、食品、饮料工业
　　在饮料轻工行业中，主要利用其杰出的耐磨性、耐冲击性、自润滑性和无毒性制造各种齿轮、凸轮、输送线耐磨护栏、垫条、导轨以及各种减摩、自润滑的轴套、衬里等。如:食品机械的护轨、星形轮、导向昆齿轮、轴承衬瓦等。

　　2)、医疗
　　用UHMW-PE可制作人工人体零件。

　　5、其它性能的应用:船舶零件、极低温机械部件等
　　1)、耐低温性应用
　　2)、电绝缘性能应用
　　用UPE可制作酸性铅蓄电池隔板(膜)，用量为4000吨/年。
　　3)、超高模量纤维的应用
　　用UPE可制作防弹织物等。
　　4)、在煤矿中的应用
　　用UPE可制作天轮衬垫、钢丝绳地辊、提升箕斗、罐耳、罐道梁、皮带托辊、输送机刮板、挡板、溜槽、喷浆机摩擦板等。

超高分子量聚乙烯板材应用领域

　　超高分子量聚乙烯板材的应用范围越来越广泛，其种类也越来越多，我们如何对其进行鉴定区分呢?起源化工教您几招:

　　第一招:颜色区分，产品颜色均匀不成浑浊现象。

　　第二招:抗冲击法分。简单的操作就是用锤子用力敲击板材不会断裂。

　　第三招:抚摩法。用手抚摸我们的产品表面滑滑的无粗糙感。

　　超高分子量聚乙烯板材的最新应用领域:

　　一、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。

　　二、造纸工业:真空箱面板、脱水板、刮板、密封条、切纸机轴套等。

　　三、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。

　　四、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。

　　五、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。

　　六、汽车制造:超高分子量聚乙烯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。

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