詳述500萬分子量超高分子量聚乙烯板材性能及應用
詳述500萬分子量超高分子量聚乙烯板材性能及應用
超高分子量聚乙烯(UHMW-PE：Ultra-highMolecularWeight Polyethylene)是一種線型結構的PE(聚乙烯)，具有優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30年代，最早有人提出關于超高分子量聚乙烯纖維的基礎理論。1975年荷蘭發明了凝膠紡絲法，成功制備出了UHMWPE纖維，達到了工業生產的水準。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推廣計劃。2009年，國家發改委、科技部等單位將超高分子量聚乙烯管材列為當前優先發展的高科技產業化重點領域項目。
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異性能，可以成為“塑料之王”。
UHMW-PE具有摩擦系數小，磨耗低，耐化學藥品性優良，耐沖擊、耐壓性、抗凍性、保溫性、自潤滑性、抗結垢性、耐應力開裂性、可再生性等優點。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，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(0.05～0.11)，故自潤滑性優異。與其他工程塑料摩擦因數比較,UHMWPE的動摩擦因數在水潤滑條件下是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，摩擦學領域UHMWPE被譽為成本/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度比較，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，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150萬時達到最大值，然后隨分子量的繼續升高而逐漸下降。液氮中(-195℃)也能保持優異的沖擊強度，這一特性是其它塑料所沒有的。UHMWPE具有優異的沖擊能吸收性，沖擊能吸收值在所有塑料中最高，因而噪聲阻尼性能很好，具有優良的削音效果。
5、
耐化學腐蝕性
：基于超高分子量聚乙烯是一種飽和分子團結構，化學穩定性極高，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)。20℃和80℃的80種有機溶劑中浸漬30d，外表無任何反常現象，其它物理性能也幾乎沒有變化。
6、
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，因為超高管道分子鏈中不飽和分子鏈很少，分子量大；另一方面，添加了抗老化劑，使得超高分子量聚乙烯管道使用壽命大大超過了普通聚乙烯管道。超高分子量聚乙烯管的低溫脆化溫度極低，可在-60℃～40℃內安全使用，冬季施工時不必采取特殊保護措施，不會發生管材脆裂。UHMWPE具有優異的耐低溫性，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，不結垢，摩擦系數小，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 ：
特殊行業用于防火環境，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、
衛生無毒性：
UHMWPE衛生無毒，完全符合日本衛生協會的標準，并得到美國食品及藥物行政管理局和美國農業部的認可，可用于接觸食品和藥物。
超高分子量聚乙烯應用領域
超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)廣泛應用于國民生產的各個領域，尤其是在軍事領域的應用尤為突出。超高分子量聚乙烯直接制成繩索、纜繩、漁網和各種織物：防彈背心和衣服、防切割手套等，其中防彈衣的防彈效果優于芳綸，超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）纖維的復合材料在軍事上已用作裝甲兵器的殼體、雷達的防護外殼罩、頭盔等；體育用品上已制成弓弦、雪橇和滑水板等。
機械領域
：紡織機械是UHMWPE最早應用的領域，早在1958年，代表包括：投梭器、打梭棒、齒輪、聯結器、掃花桿、緩沖塊、桿軸套、擺動后梁等耐沖擊磨損零件。造紙機械是應用UHMWPE的第二個工業領域，早在1960年，代表：UHMWPE防磨條。
機械領域的其他替代，應用范圍包括：各種齒輪、凸輪、葉輪、滾輪、滑輪、軸瓦、軸套、削軸、墊片、密封墊、彈性聯軸節、螺釘等機械零部件。
運輸領域
：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，由于它具有優良的自潤滑性、不粘性，可使上述粉狀材料對儲運設備不發生粘附現象，保證穩定輸送。
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，管道需要附設加熱系統和保溫層。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。
化工領域：
UHMWPE具有優良的化學穩定性和不吸水性，可用做各種溶液存儲設備的鋪面材料和大型包裝容器，如浮筒、接水槽，汽油箱、農藥容器以及用語太陽能設備的退水容器等。這也是UHMWPE目前應用最廣泛的領域之一。
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工業區，公司是集工程塑料的研發設計、生產加工、銷售于一體的現代化技術型企業。
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