超高分子量聚乙烯特性

 超高分子量聚乙烯英文名ultra-high molecular weight polyethylene(簡(jiǎn)稱UHMWPE)，是分子量100萬(wàn)以上的聚乙烯。分子式：—(—CH2-CH2—)—n—，密度：0.936～0.964g/cm3。熱變形溫度(0.46MPa)85℃，熔點(diǎn)130～136℃。UHMWPE性質(zhì)特點(diǎn)為：*的耐磨性，良好的耐低溫沖擊性、自潤(rùn)滑性、無(wú)毒、耐水、耐化學(xué)藥品性，耐熱性優(yōu)于一般PE，缺點(diǎn)是耐熱性（熱變形溫度）低、加工成型性差，外表面硬度，剛性，耐蠕變性不如一般工程塑料，膨脹系數(shù)偏大。UHMWPE流動(dòng)性差，熔融狀態(tài)下粘度*，是呈橡膠狀的高粘彈性體，早期僅能用壓制和燒結(jié)方法成型，目前也可用擠出、注塑和吹塑方法加工。  

    機(jī)械性能

   高于一般的高密度聚乙烯。具有突出的抗沖擊性、耐應(yīng)力開(kāi)裂性、耐高溫蠕變性、低摩擦系數(shù)、自潤(rùn)滑性，的耐化學(xué)腐蝕性、抗疲勞性、噪音阻尼性、耐核輻射性等。    使用溫度100～110℃。耐寒性好，可在-269℃下使用。密度0.985g/cm3，分子量200萬(wàn)的產(chǎn)品，其斷裂拉伸強(qiáng)度40MPa，斷裂伸長(zhǎng)率350％，彎曲彈性模量600MPa，懸臂梁缺口沖擊沖不斷。磨耗量(MPC法)20mm。  

    應(yīng)用領(lǐng)域

   UHMWPE可以代替碳鋼、不銹鋼、青銅等材料用于紡織、造紙、食品機(jī)械、運(yùn)輸、醫(yī)療、煤礦、化工等部門 。如紡織工業(yè)上技梭器、打梭棒、齒輪、聯(lián)結(jié) 、掃花桿、緩沖塊、偏心塊、桿軸套、擺動(dòng)后果等耐沖擊磨損零件。造紙工業(yè)上做箱蓋板、刮水板、壓密部件、接頭、傳動(dòng)機(jī)械的密封軸桿、偏導(dǎo)輪、刮刀、過(guò)濾器等；運(yùn)輸工業(yè)上做粉狀材料的料斗、料倉(cāng)、滑槽的襯里。    UHMWPE可做各種機(jī)械的零部件，包括食品機(jī)械的齒輪、蝸輪、蝸桿、軸承。化工中做泵、閥門、檔板、濾板。醫(yī)療上，還可用于心臟瓣膜、短形外科零件，人工關(guān)節(jié)及節(jié)育植入體。體育上做滑冰地板、滾地球道、滑雪板、機(jī)動(dòng)雪橇零件。UHMWPE可以做高模量纖維，防彈衣、飛機(jī)座椅、海運(yùn)、漁業(yè)用繩索等。    

    應(yīng)用范圍

  與聚酰胺、聚四氟乙烯相近，耐磨性超過(guò)碳鋼，做齒輪、軸承、軸瓦、星輪、閥門、泵、導(dǎo)軌、密封填料、設(shè)備襯里、滑變板、人工關(guān)節(jié)等，纖維作防彈衣、繩索等。    超高分子量聚乙烯具有許多優(yōu)異的性能，然而如此優(yōu)異的工程塑料卻很少有人知道它的存在，這主要是由于以前對(duì)超高分子量聚乙烯的熔體特性研究不足，加工方法基本上還停留在落后的壓制一燒結(jié)工藝上。近年來(lái)，隨著超高分子量聚乙烯加工技術(shù)的不斷發(fā)展，其制品已在許多領(lǐng)域中獲得了成功的應(yīng)用。   

    紡織工業(yè)      

   超高分子量聚乙烯在紡織工業(yè)上的使用歷史zui長(zhǎng)?？棽紮C(jī)上的部件需要具有耐沖擊性、防震裂性、自潤(rùn)滑性和消音性，使紡織機(jī)械成了超高分子量聚乙烯zui早應(yīng)用的領(lǐng)域。從20世紀(jì)50年代*個(gè)超高分子量聚乙烯部件出來(lái)之后，相繼有200多種超高分子量聚乙烯的紡織部件問(wèn)世。超高分子量聚乙烯的韌性在高速織布機(jī)的皮結(jié)上得到充分顯示：皮結(jié)的作用就是停止和敲擊梭子，使它左右來(lái)回運(yùn)動(dòng)穿過(guò)織布機(jī)。梭子通常是3-5 kg重的鋼制品，在zui高速度下，沖擊次數(shù)可達(dá)200次／rain。    

   在使用超高分子量聚乙烯之前，能接受如此沖擊力的只有水牛皮結(jié)，它可經(jīng)受100萬(wàn)次沖擊。而在相同條件下，采用超高分子量聚乙烯皮結(jié)可以接受500萬(wàn)～1 500萬(wàn)次沖擊 。目前，國(guó)外在每臺(tái)紡織機(jī)上應(yīng)用的超高分子量聚乙烯零件平均有3O件。如投梭器、打梭棒、齒輪、聯(lián)結(jié)器、掃花桿、緩沖塊、偏心塊、桿軸套、擺動(dòng)后梁等耐沖擊磨損零件 。     

     化學(xué)工業(yè)      

    超高分子量聚乙烯的耐磨性和耐藥品性使其在化工機(jī)械中*優(yōu)勢(shì)。采用超高分子量聚乙烯代替金屬材料制成的耐酸泵、傳動(dòng)機(jī)械、水泵、軸套、密封墊板、齒輪等，不僅使用壽命大大延長(zhǎng)，而且使成本大為降低 。超高分子量聚乙烯還可作改性添加劑，添加到別的化合物中達(dá)到改善其化學(xué)性能的目的。如采用振動(dòng)旋轉(zhuǎn)攪拌機(jī)可使熔融的超高分子量聚乙烯滲透到聚丙烯中，使無(wú)定型的超高分子量聚乙烯與聚丙烯形成復(fù)雜的連續(xù)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而改善聚丙烯的斷裂伸長(zhǎng)率和屈服強(qiáng)度。超高分子量聚乙烯還可用作聚丙烯的沖擊強(qiáng)度改性劑、拉伸強(qiáng)度改性劑和增韌增強(qiáng)劑。      

     造紙工業(yè)   

    造紙業(yè)是超高分子量聚乙烯應(yīng)用較普遍的領(lǐng)域，利用超高分子量聚乙烯的耐磨性與耐沖擊性，可用于偏導(dǎo)輪、刮刀、噴嘴與過(guò)濾器等。超高分子量聚乙烯可廣泛用于造紙機(jī)的吸水箱蓋板、刮水板，它保護(hù)了價(jià)格昂貴的銅網(wǎng)或不銹鋼網(wǎng)，減少了停機(jī)時(shí)間，為造紙業(yè)創(chuàng)造了極大的經(jīng)濟(jì)效益。目前，造紙工業(yè)所需超高分子量聚乙烯量占其總消費(fèi)量的10％，給造紙業(yè)創(chuàng)造了極大的經(jīng)濟(jì)效益。  

     包裝食品機(jī)械     

    由于超高分子量聚乙烯具有優(yōu)良的物理機(jī)械性能和無(wú)毒、無(wú)味、不吸水、不黏接、耐腐蝕、質(zhì)量輕等眾多優(yōu)點(diǎn)，在包裝和食品機(jī)械行業(yè)有著極大的應(yīng)用市場(chǎng)。目前已向各種包裝和食品機(jī)械及灌裝線成功地提供了各種不同形狀和結(jié)構(gòu)的滾輪、鏈節(jié)、鏈條、蝸桿、導(dǎo)桿、齒輪、星形輪、手輪、滾筒、絲桿、護(hù)軌、料斗、壓濾板、操作板、刮板、夾持器、襯瓦、柱塞等的配件。在食品工業(yè)上，超高分子量聚乙烯用于罐裝、瓶裝食品的輸送管路，不僅能使輸送順利，而且防止了瓶的碰撞，大大降低了噪音。在粉體食品、速溶食品及巧克力等糖果品的包裝管路上采用超高分子量聚乙烯質(zhì)材，其滑動(dòng)特性和耐久性能受   到人們的普遍贊賞。       通用機(jī)械      

    超高分子量聚乙烯由于具有優(yōu)良的耐磨性、耐沖擊性，故在機(jī)械行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。用超高分子量聚乙烯制作農(nóng)用收割機(jī)的齒輪，比鋼制品便宜1／3，而壽命則要高2倍。因超高分子量聚乙烯在一269℃(液氦溫度)如此極低溫度下仍能保持各種特性，故常用作冷凍機(jī)等低溫裝置的機(jī)械部件。又因超高分子量聚乙烯對(duì)放射性射線有較好的遮蔽效果，故可用作原子能發(fā)電站的遮蔽板。      

     醫(yī)用材料       

    由于超高分子量聚乙烯的衛(wèi)生、無(wú)毒和*的耐磨性，是理想的醫(yī)用高分子材料，可用于心臟瓣膜、矯形外科零件、人工關(guān)節(jié)及節(jié)育植入體等。從使用性能上看，由超高分子量聚乙烯制成的人工髖關(guān)節(jié)，耐磨性和安全性比聚四氟乙烯更為優(yōu)異。20世紀(jì)60年代初就有人用超高分子量聚乙烯作為人體髖關(guān)節(jié)，五年后經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)，磨損量還不到1 mnl。