詳述500萬分子量超高分子量聚乙烯板材性能及應(yīng)用
詳述500萬分子量超高分子量聚乙烯板材性能及應(yīng)用
超高分子量聚乙烯(UHMW-PE：Ultra-highMolecularWeight Polyethylene)是一種線型結(jié)構(gòu)的PE(聚乙烯)，具有優(yōu)異綜合性能的熱塑性工程塑料。按照美國菲利普石油公司劃分，分子量超過150萬的無支鏈的線性聚乙烯，常見分子量為100萬-600萬，最高甚至能達(dá)到1000 萬，鏈長和分子量分別是高密度聚乙烯(HDPE) 的10 - 20 倍和20 - 30 倍。
上世紀(jì)30年代，最早有人提出關(guān)于超高分子量聚乙烯纖維的基礎(chǔ)理論。1975年荷蘭發(fā)明了凝膠紡絲法，成功制備出了UHMWPE纖維，達(dá)到了工業(yè)生產(chǎn)的水準(zhǔn)。2001年，超高分子量聚乙烯材料被科技部列入國家科技成果重點(diǎn)推廣計(jì)劃。2009年，國家發(fā)改委、科技部等單位將超高分子量聚乙烯管材列為當(dāng)前優(yōu)先發(fā)展的高科技產(chǎn)業(yè)化重點(diǎn)領(lǐng)域項(xiàng)目。
超高分子量聚乙烯性能
超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)具有無可比擬的性能優(yōu)勢，為新型的熱塑性工程塑料，且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，可以成為“塑料之王”。
UHMW-PE具有摩擦系數(shù)小，磨耗低，耐化學(xué)藥品性優(yōu)良，耐沖擊、耐壓性、抗凍性、保溫性、自潤滑性、抗結(jié)垢性、耐應(yīng)力開裂性、可再生性等優(yōu)點(diǎn)。其中耐磨損、耐低溫、耐腐蝕、自身潤滑、抗沖擊性能在所有塑料中為最高。
1、
密度低、柔韌性能佳
：UHMWPE的密度比PTFE低56%，比POM低33%，比PBTP低30%，相對其他工程塑料密度都低。且超高分子量聚乙烯管材密度低，只有鋼材管道的1/8。使用方便，能夠彎曲鋪設(shè)，柔韌性佳，可以簡便、快捷使用。
2、
耐磨性：
耐磨性可以與聚四氟乙烯(PTFE)相匹配為超耐磨的熱塑性樹脂。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。UHMWPE耐磨性與分子量成正比，分子量越高，其耐磨性越好。超高分子量聚乙烯管材的耐磨性在輸送各種漿體時比鋼管、不銹鋼管高4-7倍，比聚氯乙烯管和聚乙烯管高10倍左右，大幅度提高了管道的使用壽命。
3、
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。與其他工程塑料摩擦因數(shù)比較,UHMWPE的動摩擦因數(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最好的聚四氟乙烯(PTFE)。因此，摩擦學(xué)領(lǐng)域UHMWPE被譽(yù)為成本/性能非常理想的摩擦材料。
4、
耐沖擊性
：其他工程塑料沖擊強(qiáng)度比較，UHMWPE的沖擊強(qiáng)度約為耐沖擊PC的2倍，ABS的5倍，POM和PBTP的10余倍，尼龍66的10倍，聚氯乙烯的20倍，聚乙烯的4倍。耐沖擊性如此之高，以致于采用通常沖擊試驗(yàn)方法難以使其斷裂破壞。其沖擊強(qiáng)度隨分子量的增大而提高，在分子量為150萬時達(dá)到最大值，然后隨分子量的繼續(xù)升高而逐漸下降。液氮中(-195℃)也能保持優(yōu)異的沖擊強(qiáng)度，這一特性是其它塑料所沒有的。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最高，因而噪聲阻尼性能很好，具有優(yōu)良的削音效果。
5、
耐化學(xué)腐蝕性
：基于超高分子量聚乙烯是一種飽和分子團(tuán)結(jié)構(gòu)，化學(xué)穩(wěn)定性極高，除強(qiáng)氧化性酸液外，在一定溫度和濃度范圍內(nèi)能耐各種腐蝕性介質(zhì)(酸、堿、鹽)及有機(jī)介質(zhì)(荼溶劑除外)。20℃和80℃的80種有機(jī)溶劑中浸漬30d，外表無任何反常現(xiàn)象，其它物理性能也幾乎沒有變化。
6、
拉伸強(qiáng)度：
由于UHMWPE具有朝拉伸取向必備的結(jié)構(gòu)特征，所以有無可匹敵的超高拉伸強(qiáng)度，因此可通過凝膠紡絲法制得超高彈性模量和強(qiáng)度的纖維，其拉伸強(qiáng)度高達(dá)3～3.5GPa,拉伸彈性模量高達(dá)100～125GPa；纖維比強(qiáng)度是迄今已商品化的所有纖維中最高的，比碳纖維大4倍，比鋼絲大10倍，比芳綸纖維大50%。
7、
耐候性和抗老化性
：一方面，因?yàn)槌吖艿婪肿渔溨胁伙柡头肿渔満苌伲肿恿看螅涣硪环矫妫砑恿丝估匣瘎沟贸叻肿恿烤垡蚁┕艿朗褂脡勖蟠蟪^了普通聚乙烯管道。超高分子量聚乙烯管的低溫脆化溫度極低，可在-60℃～40℃內(nèi)安全使用，冬季施工時不必采取特殊保護(hù)措施，不會發(fā)生管材脆裂。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。
8、
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。
9、
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最好的PTFE，因而制品表面與其它材料不易粘符。超高分子量聚乙烯的自潤滑性和不粘附性，不結(jié)垢，摩擦系數(shù)小，抗腐蝕、抗磨損、因此流動阻力很小，可長期保持流速和流量不減。
10、
阻燃性 ：
特殊行業(yè)用于防火環(huán)境，加入阻燃劑改性，特殊加工工藝制造，克服超高分子量聚乙烯本身可燃性，具有阻燃性能。
11、
衛(wèi)生無毒性：
UHMWPE衛(wèi)生無毒，完全符合日本衛(wèi)生協(xié)會的標(biāo)準(zhǔn)，并得到美國食品及藥物行政管理局和美國農(nóng)業(yè)部的認(rèn)可，可用于接觸食品和藥物。
超高分子量聚乙烯應(yīng)用領(lǐng)域
超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)廣泛應(yīng)用于國民生產(chǎn)的各個領(lǐng)域，尤其是在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用尤為突出。超高分子量聚乙烯直接制成繩索、纜繩、漁網(wǎng)和各種織物：防彈背心和衣服、防切割手套等，其中防彈衣的防彈效果優(yōu)于芳綸，超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）纖維的復(fù)合材料在軍事上已用作裝甲兵器的殼體、雷達(dá)的防護(hù)外殼罩、頭盔等；體育用品上已制成弓弦、雪橇和滑水板等。
機(jī)械領(lǐng)域
：紡織機(jī)械是UHMWPE最早應(yīng)用的領(lǐng)域，早在1958年，代表包括：投梭器、打梭棒、齒輪、聯(lián)結(jié)器、掃花桿、緩沖塊、桿軸套、擺動后梁等耐沖擊磨損零件。造紙機(jī)械是應(yīng)用UHMWPE的第二個工業(yè)領(lǐng)域，早在1960年，代表：UHMWPE防磨條。
機(jī)械領(lǐng)域的其他替代，應(yīng)用范圍包括：各種齒輪、凸輪、葉輪、滾輪、滑輪、軸瓦、軸套、削軸、墊片、密封墊、彈性聯(lián)軸節(jié)、螺釘?shù)葯C(jī)械零部件。
運(yùn)輸領(lǐng)域
：UHMWPE可制作裝煤、水泥、石灰、礦粉、鹽、谷物之類粉狀材料的料斗、料倉、滑槽的襯里，由于它具有優(yōu)良的自潤滑性、不粘性，可使上述粉狀材料對儲運(yùn)設(shè)備不發(fā)生粘附現(xiàn)象，保證穩(wěn)定輸送。
石油輸送：油田周圍惡劣酸性土壤，海水和天然鹽水的腐蝕，內(nèi)部含硫石油的侵入，鋼管的使用壽命很短，而且原油大多為高粘度，輸送過程中容易沉積，特別是冬季，管道需要附設(shè)加熱系統(tǒng)和保溫層。聚乙烯管道不僅可以解決冬季保溫問題，而且可大大提高輸送效率與管道使用壽命。
化工領(lǐng)域：
UHMWPE具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性和不吸水性，可用做各種溶液存儲設(shè)備的鋪面材料和大型包裝容器，如浮筒、接水槽，汽油箱、農(nóng)藥容器以及用語太陽能設(shè)備的退水容器等。這也是UHMWPE目前應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域之一。
德州宏科新材料科技有限公司位于山東省德州市的寧津縣大曹鎮(zhèn)工業(yè)區(qū)，公司是集工程塑料的研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)加工、銷售于一體的現(xiàn)代化技術(shù)型企業(yè)。
德州宏科新材料有限公司的生產(chǎn)的工程塑料制品有：超高分子量聚乙烯板材，UPE板，防靜電UPE板，導(dǎo)電UPE板，HDPE板，尼龍板，UPE棒材，托輥，耐磨塊，MC尼龍軸套，MC尼龍棒，工程塑料合金MGE,MGA,MGB系列，聚氨酯制品，聚四氟制品。
公司現(xiàn)有職工60余人，專業(yè)技術(shù)人員20多人，擁有先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備、加工設(shè)備、檢測設(shè)備及檢測手段，出廠產(chǎn)品經(jīng)過嚴(yán)格的檢驗(yàn)；擁有專業(yè)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工隊(duì)伍可為用戶進(jìn)行現(xiàn)場設(shè)計(jì)、施工及售后服務(wù)。
公司現(xiàn)擁有5400噸熱壓機(jī)6臺，能生產(chǎn)三種規(guī)格的超高分子聚乙烯板，分別是2050×1260×（10~110）、3720×1240×（10~110）、4080×1020×（10~160）。可根據(jù)用戶要求的顏色生產(chǎn)加工，擁有大型的數(shù)控車床、銑床數(shù)臺，可按用戶提供的圖紙加工各種形狀的產(chǎn)品。
公司在超高分子量聚乙烯板改性方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，使超高分子量聚乙烯板依據(jù)性能的不同廣泛應(yīng)用在不同場所上，不同行業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備上，例如電廠的煤倉襯板，皮帶輸送機(jī)械緩沖床上的防沖板，港口碼頭上的護(hù)舷貼面板，礦山機(jī)械上的天輪襯塊滑套耐磨塊，工程車吊車用的支腿墊板，港口橋吊機(jī)械上鋼絲繩托輥滑輪抗磨塊。包裝機(jī)械、紡織機(jī)械、食品機(jī)械配套的各種規(guī)格超高分子量聚乙烯異形件。運(yùn)動健身用的超高分子量聚乙烯可移動滑冰場，適用于休閑滑冰、花樣滑板和冰球運(yùn)動。
本公司始終堅(jiān)持“以質(zhì)量求生存、以信譽(yù)促發(fā)展”的經(jīng)營理念，以市場為導(dǎo)向，以服務(wù)客戶為宗旨，熱情為客戶提供高質(zhì)量、高標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，用戶的需求即是我們的追求。熱情歡迎各界人士、新老客戶與我們真誠合作，攜手奮進(jìn)，共創(chuàng)美好的明天。
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