鑫豐化工有限公司

超高分子量聚乙烯的英文是：Ultra High Molecular Weight Polyethylene，這是現(xiàn)有的的可應用于惡劣工作環(huán)境及多種用途的聚乙烯。在許多高難度的應用條件下適用性非常好。

超高分子量是這種聚合物與眾不同的特質，其具有300至600萬的分子量，而高密度聚乙烯樹脂只有30萬至50萬。這種差別是保證超高分子量聚乙烯具備足夠的強度，以達到其他低等聚合產品所不可能具備的耐磨損和抗沖擊能力。超高分子量聚乙烯的超高分子量的含義是它不會融化并向液體一樣流動，因而加工方法由粉末金屬技術衍生。傳統(tǒng)的塑料加工技術，比如注塑成型、吹塑和熱定型，無法應用于超高分子量聚乙烯。擠壓成型是應用于這種樹脂常見的加工工藝，這樣生產出來的產品韌性更強。

原料

根據(jù)美國菲利普石油公司的劃分方法，分子量在150萬以上的聚乙烯稱為“超高分子量聚乙烯（UHMWPE）”。德國赫斯特（Hoechst）公司、美國赫爾克樂斯（Hercules）公司和日本三井石油化學公司是上生產UHMWPE的三大公司，中國主要生產廠家是北京助劑二廠、上海高橋石化公司化工廠。超高分子量聚乙烯板的原料,就是分子量在150萬以上的超高分子量聚乙烯.

2特點

UHMWPE極高的分子量賦予其優(yōu)異的使用性能，而且屬于價格適中、性能優(yōu)良的熱塑性工程塑料，它幾乎集中了各種塑料的優(yōu)點，具有普通聚乙烯和其它工程塑料無可比擬的耐磨、耐沖擊、自潤滑、耐腐蝕、吸收沖擊能、耐低溫、衛(wèi)生無毒、不易粘附、不易吸水、密度較小等綜合性能。事實上，目前還沒有一種單純的高分子材料兼有如此眾多的優(yōu)異性能。

耐磨性

UHMWPE的耐磨性居塑料之冠，并超過某些金屬，圖1為UHMWPE與其它材料耐磨性比較。從圖1可以看出，與其它工程塑料相比，UHMWPE的沙漿磨耗指數(shù)僅是PA66的1/5，HEPE和PVC的1/10；與金屬相比，是碳鋼的1/7，黃銅的1/27。這樣高的耐磨性，以致于用一般塑料磨耗實驗法難以測試其耐磨程度，因而專門設計了一種沙漿磨耗測試裝置。UHMWPE耐磨性與分子量成正比，分子量越高，其耐磨性越好。

耐沖擊性

UHMWPE的沖擊強度，在所有工程塑料中名列前茅，圖2為UHMWPE與其他工程塑料沖擊強度比較，從圖2中可以看出，UHMWPE的沖擊強度約為耐沖擊PC的2倍，ABS的5倍，POM和PBTP的10余倍。耐沖擊性如此之高，以致于采用通常沖擊試驗方法難以使其斷裂破壞。其沖擊強度隨分子量的增大而提高，在分子量為150萬時達到大值，然后隨分子量的繼續(xù)升高而逐漸下降。值得指出的是，它在液氮中（-195℃）也能保持優(yōu)異的沖擊強度，這一特性是其它塑料所沒有的。此外，它在反復沖擊表面硬度更高。

自潤滑性

UHMWPE有極低的摩擦因數(shù)（0.05～0.11），故自潤滑性優(yōu)異。表1為UHMWPE與其他工程塑料摩擦因數(shù)比較。從表1可以看出，UHMWPE的動嗎擦因數(shù)在水潤滑條件下是PA66和POM的1/2，在無潤滑條件下僅次于塑料中自潤滑性好的聚四氟乙烯（PTFE）；當它以滑動或轉動形式工作時，比鋼和黃銅加潤滑油后的潤滑性還要好。因此，在摩擦學領域UHMWPE被譽為成本/性能非常理想的摩擦材料。

耐化學藥品性

UHMWPE具有優(yōu)良的耐化學藥品性，除強氧化性酸液外，在一定溫度和濃度范圍內能耐各種腐蝕性介質（酸、堿、鹽）及有機介質（荼溶劑除外）。其在20℃和80℃的80種有機溶劑中浸漬30d，外表無任何反?，F(xiàn)象，其它物理性能也幾乎沒有變化。

沖擊能吸收性

UHMWPE具有優(yōu)異的沖擊能吸收性，沖擊能吸收值在所有塑料中高，因而噪聲阻尼性能很好，具有優(yōu)良的削音效果。

耐低溫性

UHMWPE具有優(yōu)異的耐低溫性，在液氦溫度（-269℃）下仍具有延展性，因而能夠用作核工業(yè)的耐低溫部件。

衛(wèi)生無毒性

UHMWPE衛(wèi)生無毒，可用于接觸食品和藥物。

不粘性

UHMWPE表面吸附能力非常微弱，其抗粘符能力僅次于塑料中不粘性好的PTFE，因而制品表面與其它材料不易粘符。

吸水性小

UHMWPE吸水率很低；一般小于0.01%，僅為PA66的1%，因而在成型加工前一般不必干燥處理。

密度

UHMWPE與其它工程塑料密度比較相對來說低。

拉伸強度

由于UHMWPE具有朝拉伸取向必備的結構特征，所以有無可匹敵的超高拉伸強度，因此可通過凝膠紡絲法制得超高彈性模量和強度的纖維，其拉伸強度高達3～3.5GPa,拉伸彈性模量高達100～125GPa；纖維比強度是迄今已商品化的所有纖維中高的，比碳纖維大4倍，比鋼絲大10倍，比芳綸纖維大50%。

3耐老化性

超高分子量聚乙?。║HMW—PE）具有很好的耐老化性能，使用時間更長，節(jié)約成本。

4吸能

利用超高分子量聚乙?。║HMW—PE）的吸能特點，可廣泛應用在機械設備行業(yè)中，用于鋼鐵材質表面，減少摩擦，提高效益。

5阻燃

通過加入阻燃劑，使超高分子量聚乙?。║HMW-PE）具有阻燃性。

7產品的應用領域

超高分子量聚乙烯UHMW-PE產品的行業(yè)應用:

由于UHMW-PE具有很好的耐磨性、環(huán)保、防靜電、緩沖、高耐磨 、防潮、耐腐蝕、易加工 、吸震、無噪音、 經(jīng)濟、不變形、抗沖擊性、自潤滑性，所以很適合制作各種耐磨機械零件，如托輪、軸套、噴嘴、攪拌葉，應用范圍極為廣泛。

9應用實例

運輸機械

導軌、傳送帶、傳送裝置滑塊座、固定板、流水生產線計時星輪

食品機械

星形輪、送瓶計數(shù)螺桿、灌裝機軸承、抓瓶機零件、墊圈導銷、氣缸、齒輪、輥筒、鏈輪手柄

造紙機械

吸水箱蓋板、偏導輪、刮刀、軸承、葉嘴、過濾器、儲油器、防磨條、毛氈清掃機

紡織機械

開幅機、減振器擋板、連接器、曲軸連桿、打梭棒、掃花針、偏桿軸承、擺動后梁

建筑機械農業(yè)機械

推土機推上板料里、自卸卡車廂內料、拖拉機梨刀內襯

化工機械

閥體、泵體、墊圈、過濾器、齒輪、螺母、密封環(huán)、噴嘴、旋塞、軸套、波紋管

港口機械船舶機械

船舶部件、橋吊用邊托輥、耐磨塊等零配件

一般機械

各種齒輪、軸瓦、襯套、滑動板、離合器、導向體、制動器、鉸鏈、彈性聯(lián)軸節(jié)、輥筒、托輪、緊固件、升降臺滑動部件

染色修飾

浸染機軸承、刮刀、滑動板、襯墊、密封件、拉幅導盤

文體用品

浸雪襯里、動力雪橇、溜冰場鋪面、冰場保護架

醫(yī)療用品

矩形外料零件、人工關節(jié)、假肢等

其它

冷凍機械、原子能發(fā)電站的遮蔽板、電鍍零件、超低溫機械零件

10生產工藝

由于超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）熔融狀態(tài)的粘度高達108Pa*s，流動性極差，其熔體指數(shù)幾乎為零，所以很難用一般的機械加工方法進行加工。近年來，超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）的加工技術得到了迅速發(fā)展，通過對普通加工設備的改造，已使超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）由初的壓制-燒結成型發(fā)展為擠出、吹塑和注射成型以及其它特殊方法的成型。

11一般加工技術

壓制燒結

壓制燒結是超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）原始的加工方法。此法生產效率頗低，易發(fā)生氧化和降解。為了提高生產效率，可采用直接電加熱法。

〔1〕另外，Werner和Pfleiderer公司開發(fā)了一種超高速熔結加工法；

〔2〕采用葉片式混合機，葉片旋轉的大速度可達150m/s，使物料僅在幾秒內就可升至加工溫度。