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目前UHMWPE已在紡織,、造紙、包裝,、運輸,、進寫、化工,、采礦、石油,、建筑,、電氣、食品,、醫(yī)療,、體育等領域得到廣泛的應用，并開始進入常規(guī)兵器,、船舶,、汽車等領域。今后還將擴大到宇航和原子能等領域,。

產(chǎn)品參數(shù)

1.性能

UHMWPE極高的分子量（HDPE的分子量通常只有2～30萬）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*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。

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(nèi)能耐各種腐蝕性介質(zhì)（酸、堿,、鹽）及有機介質(zhì)（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*,，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,，完全符合日本衛(wèi)生協(xié)會的標準,，并得到美國食品及藥物行政管理局和美國農(nóng)業(yè)部的認可，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*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

表2為UHMWPE與其它工程塑料密度比較,。由表2可知,，UHMWPE的密度比其它所有工程塑料都低，一般比PTFE低56%,，比POM低33%,，比PBTP低30%，因此其制品非常輕便,。

表2 UHMWPE 與其它工程塑料密度比較

拉伸強度

由于UHMWPE具有朝拉伸取向*的結(jié)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*的，比碳纖維大4倍,，比鋼絲大10倍,，比芳綸纖維大50%。

其他性能

UHMWPE還具有優(yōu)良的電氣絕緣性能,，比HDPE更優(yōu)良的耐環(huán)境應力開裂性,，比HDPE更好的耐疲勞性及耐r-射線能力。

耐磨性和耐沖擊性為主的應用

1.1,、紡織機械

紡織機械是UHMWPE最早應用的領域,，早在1958年，就有幾家公司用UHMWPE制造紡織機械零件,，如取代韌性材料中 的水牛皮制作的織機上的皮結(jié),，承受40～180次/min長期振動沖擊,，其壽命可達水牛皮結(jié)的5～6倍。目前,，國外在每臺織機上應用的UHMWPE零件平均有30件左右,，如投梭器、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,。

1.2,、造紙機械

造紙機械是應用UHMWPE的 個工業(yè)領域，約在1960年,，在一臺削木機的傳送裝置上 次安裝了UHMWPE防磨條,，對底板和鏈條起到良好的保護作用，使用5a基本上無磨損,。據(jù)估計,，防磨條的壽命要比鏈條的壽命高一倍以上，UHMWPE和不銹鋼,、楓木,、澆鑄型聚氨脂及層壓酚醛塑料等耐磨材料都層作為吸水箱蓋板使用，但重要的是UHMWPE蓋板對吸水箱上不銹鋼絲網(wǎng)的阻力大大低于其它材料,，因此可使昂貴的不銹鋼死網(wǎng)的使用壽命延長,。今天，造紙工業(yè)所需UHMWPE用量占總量的10%,，如采用UHMWPE制造造紙機的刮水板,、吸水箱蓋板、壓密部件,、接頭等,；此外UHMWPE也可用來制造造紙機械的密封軸桿、偏導輪,、刮刀,、過濾器等零部件。

1.3,、包裝機械

UHMWPE的高耐磨性,、低摩擦因數(shù)和不粘性，使其在包裝機械中比某些金屬和其它塑料更適用，可代替磷青銅和氟塑料,。

用UHMWPE取代改性氟塑料制作導軌,、傳送裝置的滑塊座、固定板等,，不僅大大降低了設備投資費用,，而且可延長使用壽命10～50倍。

一條液體洗滌劑生產(chǎn)線裝置上的計時星輪,，用UHMWPE取代原來的層壓熱固性塑料后,，使過去易磨損、易劃傷瓶且容易變軟的問題迎刃而解,，大大減少了備用件費用,，有UHMWPE制造的計時螺桿，也已在許多裝瓶線上作為標準部件使用,。

西方一個大啤酒廠,，用UHMWPE制作了一條約1.6km長的板帶式瓶子傳送帶，比用磷青銅制作的傳送帶耐用幾倍,。

國外一個汽車組裝廠的輸送線上,，鏈條驅(qū)動鏈輪使小車在鋼板傳送平臺上運動，由于鏈條與鋼板的摩擦,，鏈條極易損壞。采用UHMWPE板材替換鋼板,，使磨損大大降低,，同時也減少了動力消耗。

1.4,、通用機械

由于UHMWPE具有優(yōu)良的耐磨性,、耐沖擊性，它在機械制造行業(yè)中得到廣泛應用,，可制作各種齒輪,、凸輪、葉輪,、滾輪,、滑輪、軸承,、軸瓦,、軸套、削軸,、墊片,、密封墊、彈性聯(lián)軸節(jié)、螺釘?shù)葯C械零部件,。

以自潤滑性和不粘性為主的應用

2.1,、材料儲運

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設備不發(fā)生粘附現(xiàn)象,，保證穩(wěn)定輸送,。

煤、礦粉,、糧食等的料斗過去采用不銹鋼襯里進行裝箱運輸,，現(xiàn)改用UHMWPE襯里，長期使用時,，可減少發(fā)熱現(xiàn)象,，寶鋼運送礦石的料斗采用UHMWPE，要比原先采用的金屬材料使用壽命提高10～50倍,。用UHMWPE制作料斗襯里便于施工,、成本低，所以大發(fā)電廠輸送煤的加料斗也采用了UHMWPE襯里,。

采煤場的煤溜槽采用UHMWPE制造,，可降低傾斜角度，從而提高開采量,。輸送40萬t煤而不需要更換料槽,，其使用壽命比襯鎂合金的流料槽提高2倍。

UHMWPE用于流砂等的固體輸送管道,，與鋼管相比壽命提高18倍,，成本降至1/25，與尼龍管相比壽命提高3倍,，成本降至1/8,。在輸送時，管內(nèi)阻力比金屬管小25%,，大大提高了輸送效率,。

在滑槽,、鏟斗和礦石車廂的內(nèi)襯等方面，用傳統(tǒng)金屬材料時,，遇到寒冷潮濕天氣,，物料就會凍結(jié)在金屬上，而采用UHMWPE則不會,，從而大大減少了卸貨時間,。在散裝貨船的自卸漏斗上內(nèi)襯一層UHMWPE板材后，平均卸貨時間由原來的16～20h減少到8h,。

2.2農(nóng)業(yè),、建筑機械

UHMWPE自潤滑性優(yōu)異，泥土在其表面容易滑動,，而不會發(fā)生粘著,，而且其耐沖擊性、耐磨損性優(yōu)良,，適于制作農(nóng)業(yè)和建筑機械的零部件,。如聯(lián)合收割機的滑動板、犁具外襯板,、退土機的刮板,、挖土機鏟斗的內(nèi)襯、翻斗車車廂的內(nèi)襯等,，可大幅度提高工作效率,，減少能耗。

2.3文體用品

利用UHMWPE的自潤滑性和耐磨性及耐寒性,，可用于滑冰,、滑雪板底板，歐美主要采用UHMWPE制造,；用UHMWPE覆蓋滑雪道（層厚20mm），滑板*速度可達110km/h,。

日本三井石油化學公司制造的UHMWPE滑冰場,，1975年在Kagoshima縣對外開放，其造價為一般滑冰場的1/4,。

以耐腐蝕性和不吸水性為主的應用

UHMWPE具有優(yōu)良的化學穩(wěn)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(nóng)藥容器以及用于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,。

UHMWPE容器具有優(yōu)良的落下沖擊強度,。如果將容器裝水20kg，從高空跌落至10mm厚的鐵板上,，普通聚乙烯容器的破壞高度僅為9M,，而UHMWPE容器可高達15M以上。

以衛(wèi)生無毒性為主的應用

4.1,、食品,、飲料工業(yè)

UHMWPE具備食品工業(yè)所要求的無毒性、耐水性及非黏著性,。被指定為可直接與食品接觸使用的材料,。可用于啤酒,、清涼飲料,、調(diào)味品等的輸送線。輸送物品時,，可以防止瓶子等的破損,，降低噪音，減少輸送帶,、輸送螺桿等的磨損,，并可減少電力損耗，它還可用來制造肉食,、牛奶以及糖果蜜餞和面包食品生產(chǎn)設備的零部件,。

4.2、醫(yī)療

UHMWPE具有優(yōu)異的生理惰性和生理適應性,，經(jīng)美國食品及藥物行政管理局,、農(nóng)業(yè)部批準，可在醫(yī)藥幾與人體接觸的領域使用,，如作為,、矯形外科零件、人工關節(jié)及節(jié)育植入體等的臨床使用,，是理想的醫(yī)用高分子材料,。有UHMWPE制成的腕臼和金屬股骨組成的人工髖膝關節(jié)，耐磨性和安全性比PTFE更為優(yōu)異,。目前世界上已有數(shù)十萬人接受了這類人工關節(jié)的置換,。

其他性能的應用

5.1、耐低溫性應用

UHMWPE具有優(yōu)異的耐低溫性能,，可應用于各種冷凍機械中,，并可作為核工業(yè)的耐低溫部件，在低溫超導領域中是較為理想的絕緣材料,。UHMWPE對放射線具有優(yōu)良的遮蔽效果,，故可用作原子能

發(fā)電站的遮蔽板,。

5.2、電絕緣性能應用

UHMWPE電絕緣性能良好,，尤其是介電損耗角正切值低,，可用于制造電鍍槽、輥子及在高頻和超高頻區(qū)間工作的絕緣子,、絕緣拖架,、電纜管道、短路器,、電纜端子和其它電氣裝置,。

成型注意事項：

UHMWPE【加工】

UHMWPE熔融時具有極高的粘彈性，而且臨界剪切速率極低,，使其融合在一起需要很高的壓力,，因此目前成型加工方法 于模壓燒結(jié)、擠出成型,、注射成型,、吹塑成型這幾種方法。

1,、模壓燒結(jié)法

UHMWPE的模壓燒結(jié)成型與聚四氟乙烯的粉末燒結(jié)成型基本相似,，即將樹脂原料裝進金屬模具中，在室溫下加壓,，制成一定密度和強度的壓縮物,，然后再加熱加壓燒結(jié)而成。

模壓燒結(jié)法的工藝條件為：UHMWPE的平均粒徑在300微米以下,，室溫下模具的壓力為42兆帕,，保壓3分鐘，然后以80℃/小時的速率升溫,，加熱至160℃,，保溫4小時，降溫冷卻,。若在氮氣中進行,，則可燒到200℃，時間1.5小時,。

還可在配方中添加30%體積的填料進行改性，如石墨粉,、金屬粉,、石棉粉、玻璃粉,、聚四氟乙烯粉等,。

影響制品性能的工藝參數(shù)有：燒結(jié)溫度,、燒結(jié)壓力、燒結(jié)時間,、冷卻速度等,。其中冷卻速度快時，得到的制品柔軟,、沖擊強度,、耐屈折性能、透明性較好,，但彎曲強度,，耐磨性能降低，這點應注意制品的綜合性能平衡,。

2,、擠出成型法

在60年代，大都采用柱塞式擠出機,，其優(yōu)點是結(jié)構簡單,、擠出壓力大，缺點是物料混煉效果差,，制品性能大大下降,。 70年代后，開始采用單螺桿擠出機及雙螺桿擠出機進行UHMWPE的成型加工,。

單螺桿擠出機,，直徑65毫米、長徑比25,，驅(qū)動功率25千瓦,、螺桿轉(zhuǎn)速60轉(zhuǎn)/分、擠出速度15-120毫米/分(制品直徑小的,，擠出速度大),、料筒加熱溫度200-260℃，口模溫度110—240℃,，冷卻套溫度85℃,。

雙螺桿擠出機，一般采用同向雙螺桿,，螺槽深度大,，螺桿轉(zhuǎn)速要控制在10—15轉(zhuǎn)/分，擠出溫度為180—200℃,，制品性能好,，但擠出功率消耗較大。

3,、注射成型法

同擠出成型一樣,，除對樹脂,、注射機有特殊要求外，在模具的設計,、材質(zhì),、加工精度也要有相對應的措施才行。多采用柱塞式注射機,。也有用螺桿式注射的,，其工藝條件如下:

注射壓力:一次壓力120兆帕，二次壓力30-50兆帕,，螺桿轉(zhuǎn)速40-60轉(zhuǎn)/分,、螺桿背壓10-15兆帕、物料溫度180-220℃,、模具溫度85-110℃,、惰性氣體采用氮氣。

目前已研制出高速高壓系統(tǒng)注射機,，適于加工UHMWPE,，*注射壓力289.6兆帕，*注射量420-750立方厘米,，可成型250萬分子量的UHMWPE,。

4、吹塑成型法

目前生產(chǎn)了大型中空容器吹塑成型機,，適于成型UHMWPE,，其螺桿直徑為120一150毫米，長徑比22—24,、擠出量為200-360公斤/小時,，口模直徑300-500毫米、鎖模力500-900千牛頓,、模板尺寸1200 X 1400毫米,、*行程1.8—2米、電機輸出功率50-150千瓦,。

這種設備多采用環(huán)形柱塞式貯料缸,，易更換原料、熱效率也高,，但易產(chǎn)生熔接痕和型坯波動等問題,。添加一定量的有機硅可以提高吹塑的生產(chǎn)率。

另外據(jù)報道,，在UHMWPE中添加10%體積的磁鐵粉可以提高樹脂的加工性能,。