UHMWPE高强高模聚乙烯Word下载.docx

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一、耐磨性

　　UHMWPE的耐磨性居塑料之冠，并超过某些金属，图1为UHMWPE与其它材料耐磨性比较。

从图1能够看出，与其它工程塑料相较，UHMWPE的沙浆磨耗指数仅是PA66的1/5，HEPE和PVC的1/10；

与金属相较，是碳钢的1/7，黄铜的1/27。

如此高的耐磨性，以致于用一样塑料磨耗实验法难以测试其耐磨程度，因此专门设计了一种沙浆磨耗测试装置。

UHMWPE耐磨性与分子量成正比，分子量越高，其耐磨性越好。

二、耐冲击性

　　UHMWPE的冲击强度，在所有工程塑料中名列前茅，图2为UHMWPE与其他工程塑料冲击强度比较，从图2中能够看出，UHMWPE的冲击强度约为耐冲击PC的2倍，ABS的5倍，POM和PBTP的10余倍。

耐冲击性如此之高，以致于采纳通常冲击实验方式难以使其断裂破坏。

其冲击强度随分子量的增大而提高，在分子量为150万时达到最大值，然后随分子量的继续升高而逐渐下降。

值得指出的是，它在液氮中（-195℃）也能维持优良的冲击强度，这一特性是其它塑料所没有的。

另外，它在反复冲击表面硬度更高。

3、自润滑性

　　UHMWPE有极低的摩擦因数（～），故自润滑性优良。

表1为UHMWPE与其他工程塑料摩擦因数比较。

从表1能够看出，UHMWPE的动吗擦因数在水润滑条件下是PA66和POM的1/2，在无润滑条件下仅次于塑料中自润滑性最好的聚四氟乙烯（PTFE）；

当它以滑动或转动形式工作时，比钢和黄铜加润滑油后的润滑性还要好。

因此，在摩擦学领域UHMWPE被誉为本钱/性能超级理想的摩擦材料。

名称

摩擦系数

自润滑

水润滑

油润滑

UHMWPE

～

PTFE

PA66

POM

表1UHMWPE与其它工程塑料摩擦因数比较

4、耐化学药品性

　　UHMWPE具有优良的耐化学药品性，除强氧化性酸液外，在必然温度和浓度范围内能耐各种腐蚀性介质（酸、碱、盐）及有机介质（荼溶剂除外）。

　　其在20℃和80℃的80种有机溶剂中浸渍30d，外表无任何反常现象，其它物理性能也几乎没有变化。

五、冲击能吸收性

　　UHMWPE具有优良的冲击能吸收性，冲击能吸收值在所有塑料中最高，因此噪声阻尼性能专门好，具有优良的削音成效。

六、耐低温性

　　UHMWPE具有优良的耐低温性，在液氦温度（-269℃）下仍具有延展性，因此能够用作核工业的耐低温部件。

7、卫生无毒性

　　UHMWPE卫生无毒，完全符合日本卫生协会的标准，并取得美国食物及药物行政治理局和美国农业部的认可，可用于接触食物和药物。

八、不粘性

　　UHMWPE表面吸附能力超级微弱，其抗粘符能力仅次于塑料中不粘性最好的PTFE，因此制品表面与其它材料不易粘符。

九、吸水性小

　　UHMWPE吸水率很低；

一样小于%，仅为PA66的1%，因此在成型加工前一样没必要干燥处理。

10、密度

　　表2为UHMWPE与其它工程塑料密度比较。

由表2可知，UHMWPE的密度比其它所有工程塑料都低，一样比PTFE低56%，比POM低33%，比PBTP低30%，因此其制品超级轻便。

相对密度

UHMWPE密度比其低/%

2012

56

33

PBTP

30

PC

22

PA

—

8—18

表2UHMWPE与其它工程塑料密度比较

1一、拉伸强度

　　由于UHMWPE具有朝拉伸取向必备的结构特点，因此有无可匹敌的超高拉伸强度，因此可通过凝胶纺丝法制得超高弹性模量和强度的纤维，其拉伸强度高达3～,拉伸弹性模量高达100～125GPa；

纤维比强度是迄今已商品化的所有纤维中最高的，比碳纤维大4倍，比钢丝大10倍，比芳纶纤维大50%。

1二、其他性能

　　UHMWPE还具有优良的电断气缘性能，比HDPE更优良的耐环境应力开裂性，比HDPE更好的耐疲劳性及耐r-射线能力。

三、应用

　　目前UHMWPE已在纺织、造纸、包装、运输、进写、化工、采矿、石油、建筑、电气、食物、医疗、体育等领域取得普遍的应用，并开始进入常规兵器、船舶、汽车等领域。

尔后还将扩大到宇航和原子能等领域。

一、耐磨性和耐冲击性为主的应用

　　、纺织机械

　　纺织机械是UHMWPE最先应用的领域，早在1958年，就有几家公司用UHMWPE制造避免机械零件，如取代韧性材料中最耐用的水牛皮制作的织机上的皮结，经受40～180次/min长期振动冲击，其寿命可达水牛皮结的5～6倍。

目前，国外在每台织机上应用的UHMWPE零件平均有30件左右，如投梭器、打梭棒、齿轮、联结器、扫花杆、缓冲块、杆轴套、摆动后梁等耐冲击磨损零件。

　　、造纸机械

　　造纸机械是应用UHMWPE的第二个工业领域，约在1960年，在一台削木机的传送装置上第一次安装了UHMWPE防磨条，对底板和链条起到良好的保护作用，利用5a大体上无磨损。

据估计，防磨条的寿命要比链条的寿命高一倍以上，UHMWPE和不锈钢、枫木、浇铸型聚氨脂及层压酚醛塑料等耐磨材料都层作为吸水箱盖板利用，但重要的是UHMWPE盖板对吸水箱上不锈钢丝网的阻力大大低于其它材料，因此可使昂贵的不锈钢死网的利用寿命延长。

今天，造纸工业所需UHMWPE用量占总量的10%，如采纳UHMWPE制造造纸机的刮水板、吸水箱盖板、压密部件、接头等；

另外UHMWPE也可用来制造造纸机械的密封轴杆、偏导轮、刮刀、过滤器等零部件。

　　、包装机械

　　UHMWPE的高耐磨性、低摩擦因数和不粘性，使其在包装机械中比某些金属和其它塑料更适用，可代替磷青铜和氟塑料。

　　用UHMWPE取代改性氟塑料制作导轨、传送装置的滑块座、固定板等，不仅大大降低了设备投资费用，而且可延长利用寿命10～50倍。

　　一条液体洗涤剂生产线装置上的计时星轮，用UHMWPE取代原来的层压热固性塑料后，使过去易磨损、易划伤瓶且容易变软的问题迎刃而解，大大减少了备用件费用，有UHMWPE制造的计时螺杆，也已在许多装瓶线上作为标准部件利用。

　　西方一个大啤酒厂，用UHMWPE制作了一条约长的板带式瓶子传送带，比用磷青铜制作的传送带耐用几倍。

　　国外一个汽车组装厂的输送线上，链条驱动链轮使小车在钢板传送平台上运动，由于链条与钢板的摩擦，链条极易损坏。

采纳UHMWPE板材替换钢板，使磨损大大降低，同时也减少了动力消耗。

　　、通用机械

　　由于UHMWPE具有优良的耐磨性、耐冲击性，它在机械制造行业中取得普遍应用，可制作各种齿轮、凸轮、叶轮、滚轮、滑轮、轴承、轴瓦、轴套、削轴、垫片、密封垫、弹性联轴节、螺钉等机械零部件。

二、以自润滑性和不粘性为主的应用

　　、材料储运

　　UHMWPE可制作装煤、水泥、石灰、矿粉、盐、谷物之类粉状材料的料斗、料仓、滑槽的衬里，由于它具有优良的自润滑性、不粘性，可使上述粉状材料对储运设备不发生粘附现象，保证稳定输送。

　　煤、矿粉、粮食等的料斗过去采纳不锈钢衬里进行装箱运输，现改用UHMWPE衬里，长期利用时，可减少发烧现象，宝钢运送矿石的料斗采纳UHMWPE，要比原先采纳的金属材料利用寿命提高10～50倍。

用UHMWPE制作料斗衬里便于施工、本钱低，因此大发电厂输送煤的加料斗也采纳了UHMWPE衬里。

　　采煤场的煤溜槽采纳UHMWPE制造，可降低倾斜角度，从而提高开采量。

输送40万t煤而不需要更换料槽，其利用寿命比衬镁合金的流料槽提高2倍。

　　UHMWPE用于流砂等的固体输送管道，与钢管相较寿命提高18倍，本钱降至1/25，与尼龙管相较寿命提高3倍，本钱降至1/8。

在输送时，管内阻力比金属管小25%，大大提高了输送效率。

　　在滑槽、铲斗和矿石车箱的内衬等方面，用传统金属材料时，碰到严寒潮湿天气，物料就会冻结在金属上，而采纳UHMWPE则不会，从而大大减少了卸货时刻。

在散装货船的自卸漏斗上内衬一层UHMWPE板材后，平均卸货时刻由原来的16～20h减少到8h。

　　农业、建筑机械

　　UHMWPE自润滑性优良，泥土在其表面容易滑动，而不会发生粘着，而且其耐冲击性、耐磨损性优良，适于制作农业和建筑机械的零部件。

如联合收割机的滑动板、犁具外衬板、退土机的刮板、挖土机铲斗的内衬、翻斗车车箱的内衬等，可大幅度提高工作效率，减少能耗。

　　文体用品

　　利用UHMWPE的自润滑性和耐磨性及耐寒性，可用语滑冰、滑雪板底板，欧美要紧采纳UHMWPE制造；

用UHMWPE覆盖滑雪道（层厚20mm），滑板最高速度可达110km/h。

　　日本三井石油化学公司制造的UHMWPE滑冰场，1975年在Kagoshima县对外开放，其造价为一样滑冰场的1/4。

3、以耐腐蚀性和不吸水性为主的应用

　　UHMWPE具有优良的化学稳定性和不吸水性，可用做各种溶液存储设备的铺面材料和大型包装容器，如浮筒、接水槽，汽油箱、农药容器和用语太阳能设备的退水容器等。

这也是UHMWPE目前应用最普遍的领域之一。

　　UHMWPE容器具有优良的落下冲击强度。

若是将容器装水20kg，从高空跌落至10mm厚的铁板上，一般聚乙烯容器的破坏高度仅为9M，而UHMWPE容器可高达15M以上。

4、以卫生无毒性为主的应用

　　、食物、饮料工业

　　UHMWPE具备食物工业所要求的无毒性、耐水性及非黏着性。

被指定为可直接与食物接触利用的材料。

可用于啤酒、清凉饮料、调味品等的输送线。

输送物品时，能够避免瓶子等的破损，降低噪音，减少输送带、输送螺杆等的磨损，并可减少电力损耗，它还可用来制造肉食、牛奶和糖果蜜饯和面包食物生产设备的零部件。

　　、医疗

　　UHMWPE具有优良的生理惰性和生理适应性，经美国食物及药物行政治理局、农业部批准，可在医药几与人体接触的领域利用，如作为心脏瓣膜、矫形外科零件、人工关节及节育植入体等的临床利用，是理想的医用高分子材料。

有UHMWPE制成的腕臼和金属股骨组成的人工髋关节，耐磨性和平安性比PTFE更为优良。

目前世界上已有数十万人同意了这种人工关节的置换。