超高分子聚乙烯介紹

超高分子量聚乙烯具有的分子鏈長度是高密度聚乙烯的10～20倍。更長分子鏈（更高的分子量）賦予UHMWPE的主要優勢在於韌性、耐磨性和抗應力開裂性。由於它是聚乙烯的一種，UHMWPE也具有潤滑性、耐化學性和通用HDPE的優良電性能。長分子鏈使材料在通用的模塑和擠塑設備上難於加工。加熱到熔點以上，UHMW變成透明的，但不流動。 化學和性能UHMWPE是用齊格勒聚合法生產的。加工過程要求特彆高的純淨度，乙烯單體雜質控製在百萬分之幾。產品是一種白色粉末，顆粒大小與食鹽相近。該聚合物通過溶液粘度的方法來檢測，據此計算特性粘度（IV）和分子量(MW）。UHMWPE按ASTM定義其重均分子量（MW）大於300萬。 現有的 UHMWPE品級的 MW在300～600萬之間。一般按照 IV分類， IV為 20dl．／g約等於 MW為 300萬。IV為30表示MW為600萬。一些品級含添加劑，為特殊*終應用。通常,UHMW料不加添加劑，並可不需穩定劑進行燒結和鍛製。在加工條件下，包含在392F溫度下保壓若於小時和0．5噸／平方英寸或更高的壓力條件下，UHM3V可固化成塊狀、板材或簡單擠塑。在這些條件下，會發生一些氧化交聯。如果材料的大部分已因交聯變得難溶，UHMWPE的IV值不能準確測定。與過氧化物的適當交聯用以增強耐磨性。抗紫外線性或延長耐高溫性可通過添加UV穩定劑或抗氧劑實現。 UHMWPE具有一些超乎尋常的性能，特彆是耐磨性（比碳鋼好10倍），和低溫（甚至比液氮還冷）韌性。UHMW用於低速軸承座。加入矽氧烷、二硫化鋁、石墨和特殊石蠟，使低摩擦係數進一步降低。在食品加工工業，UHMW的自潤滑性，易淨化、低味氣／味道傳遞性和耐沸水性得到利用。已符合FDA和USDA要求用於食品、水和藥品工。UHMWPE的一些用途是基於它的吸噪音和減震性。如果需要UHMW可用染料著色，而用顏料略差些。加工 一些研究者已研究出UHMW的注塑或螺杆擠塑技術。使用按規格改製的設備和很簡單的厚壁零件設計，在注塑中已獲得有限的成功。在螺杆擠塑中的嘗試導致聚合物降解或設備損壞。用於UHMWPE的*通常加工技術是壓塑。使用大型液壓機可生產50Sq·ft．大小和許多英寸厚度的板材。薄板材或帶材通常用切片短條或塊料來生產。厚壁擠塑可以使用由往複式推料杆送料的具有特長滯留時間的口模喂料。鍛製技術已發展，在約390F下熱壓成型和在熱模中壓縮。UHMWPE可以通過熱壓板焊接或旋壓焊接而連接在一起。板材加熱到302T可在金屬衝擊設備上衝擊。粘合係統形成的接縫承受剪切值達6．3MPa。使用鋒利工具和冷卻，UHMW較易加工。為使零件具有更簿截麵或更精細，機械法是常用的加工方法。加工過程，如鑽、磨、旋、鋸、刨和螺紋切削為例行工序。對於長時間生產操作過程，建議使用硬質合金工具。若乾加工過程是以UHMWPE和油共混物為基礎。形成的凝膠可以在普通塑料擠出機上擠塑加工成板材或長絲。從板材中分離出油使其成為多孔材料，適用於電解槽隔離板或過濾膜。從凝膠長絲中取向和分離油可生產出拉神特性優於鋼的纖維應用UHMWPE用於一些性質很不相同的用途。它用於摩托雪撬的齒輪傳動和鼓風吹雪機的葉輪，在這些場合，利用UHMWPE的低溫韌性、耐腐蝕性和潤滑性。在采礦工業中，UHMW用作斜槽和料鬥的滑動麵，利用了它的優異耐磨性和耐化學性。新一代的自動卸貨礦石運輸船、鐵路貨車和大卡車可能應用UHMWPE，因其具有表麵光滑、不粘性和耐磨性。這些特性使其也可用於農業和運土機械，用UHMW材料防護鋼材。耐化學性和表麵光滑性的綜合可涉及許多用途。食品加工工業用UHMW－PE作為切肉等用板的表麵材料，這裡需要無孔表麵。加工處理食品和藥品傳送機用UHMWPE作接觸表麵和輥子，具有自潤滑性、耐沸水和耐化學清潔劑的性能。為延長使用壽命並使運轉流暢，裝瓶灌注生產線常采用UHMWPE製的同步螺旋加料器和齒帶。UHM3VPE在紙張和廢水處理工業中用於軸承、脫水底板、滑軌和過濾裝置。多孔UHMWPE用作電解槽隔板，展現材料優良的耐腐蝕性。高強度UHMW纖維是一種新近開發的材料目前在發展。這種纖維已用於競賽帆船，這裡要求材料具有抗黴變性和製成的零件具有尺寸穩定和重量輕的綜合性能。這種纖維也用作複合結構的增強材料。