高分子量聚乙烯板材,英文名是ultra-high molecular weight polyethylene(簡稱UHMWPE),是分子量100萬以上的聚乙烯。
產品介紹
分子式:—(—CH2-CH2—)—n—,密度:0.936~0.964g/cm3。熱變形溫度(0.46MPa)85℃,熔點130~136℃。
機械性能高于一般的高密度聚乙烯。具有突出的抗沖擊性、耐應力開裂性、耐高溫蠕變性、低摩擦系數(shù)、自潤滑性,耐化學腐蝕性、噪音阻尼性、耐核輻射性等。
使用溫度100~110℃。耐寒性好,可在-269℃下使用。密度0.985g/cm3,分子量200萬的產品,其斷裂拉伸強度40MPa,彎曲彈性模量600MPa,懸臂梁缺口沖擊沖不斷。磨耗量(MPC法)20mm。
UHMWPE有耐磨性,良好的耐低溫沖擊性、自潤滑性、耐水、耐化學藥品性,耐熱性優(yōu)于一般PE,缺點是耐熱性(熱變形溫度)低、加工成型性差,外表面硬度,剛性,耐蠕變性不如一般工程塑料,膨脹系數(shù)偏大。UHMWPE流動性差,熔融狀態(tài)下粘度極高,是呈橡膠狀的高粘彈性體,早期僅能用壓制和燒結方法成型,也可用擠出、注塑和吹塑方法加工。
生產加工
由于高分子量聚乙烯的分子鏈呈纏繞狀、粘度極高、幾乎沒有流動性,所以加工難度很大。用一般的加工設備加工產品很難成型。
目前高分子量聚乙烯板材的加工大都采用燒結模壓法,也有采用柱塞擠出法但產量很低。
采用模壓法生產高分子量聚乙烯板材時一般采用如下生產工藝:
1.原材料的選用
原材料的優(yōu)劣決定了板材產品的品質。選用分子量300萬以上原材料加以科學的配方,合理的工藝才能到產品。
2.配料
首先檢驗原材料的各項性能指標(核對產品檢驗報告),按確定的配方比例加入各種添加劑放入高速混料機,在一定的壓力、溫度下混合好予配料,充分排出原料中的水分。如果板材的顏色有要求的話,還得根據(jù)顏色的要求添加相應的顏料。
3.加壓塑化
將混合好的原材料裝入模具中加一定的壓力排出原料中的空氣,加高溫使模具中的無料塑化成透明糊狀體,保持一定的溫度和壓力使之充分塑化。
4.成型
經過充分塑化后,逐漸將溫度降低,同時加高壓。溫度越低所加的壓力就越大,直到達到工藝的要求。
5.脫模整形
板材從模具中取出后經過人工整形后入庫待運。
產品改性
一、流動性改性:
①UHMWPE與LCP共混,大大改善了流動性,可以用單螺桿擠出機加工;LCP添加量越多,混合料的流動性也越好;
②UHMWPE與PE共混,PE的添加量在,以確保共混料既有良好的加工性,又不會降低太多優(yōu)異性能;
③UHMWPE中加入的聚乙烯蠟、硬脂酸鹽等助劑;
④UHMWPE中加入層狀納米硅酸鹽,熔體流動指數(shù)可以達到0.2~0.4g/10min;
⑤UHMWPE中加入熱解硅石,可以作為聚乙烯的成核劑來改善流動性。
二、耐磨性改性:
加入偶聯(lián)處理過的二硫化鉬、石墨、超細炭黑、超細玻璃微珠、碳纖維、聚四*乙烯等可以降低摩擦系數(shù)、提高耐磨性;而加入橡膠、聚氨酯等則提高摩擦系數(shù)。
三、耐熱性改性:
用等離子體交聯(lián)處理后,可提高UHMWPE的使用溫度達到200℃;在UHMWPE中填充偶聯(lián)處理過的無機填料(如玻璃微珠、硅灰石、滑石粉、云母、碳酸鈣等)可以明顯提高熱變形溫度HDT。
四、導熱性改性:
加入銅粉、鋁粉、鉛粉等金屬粉末可以提高UHMWPE的導熱性;
五、力學改性。
產品應用
高分子量聚乙烯是指分子量在300萬以上的線性結構聚乙烯,是綜合性能好的工程塑料,其耐磨、耐沖擊、耐腐蝕、自潤滑、吸收沖擊能—這五個性能是現(xiàn)有塑料中好的,在國際上被稱為“令人驚異的材料”。
高分子量聚乙烯(Ultra High Molecular Weight Polyethylene)因其所具有的優(yōu)越性能,目前已在國民工業(yè)的各個部門廣泛應用。UHMW-PE已在紡織、造紙、包裝、運輸、機械、化工、采礦、石油、農業(yè)、建筑、電氣、食品、醫(yī)療、體育等領域廣泛應用,并開始進入船舶、汽車等領域。
1、以耐磨性和耐沖擊性為主的應用
1)、紡織機械
紡織機械是UHMWPE應用的領域。目前,國外在每臺紡織機械應用的UHMWPE零件平均有30件,如投梭器、打梭棒、齒輪、聯(lián)結器、掃花桿、緩沖塊、偏心輪、桿軸套、擺動后梁等耐沖擊磨損零件。
2)、造紙機械
造紙機械是UHMWPE應用領域。目前,在造紙機械應用UHMWPE的用量占總量的10%,如采用UHMWPE制造造紙機的刮水板、吸水箱蓋板、導流板、水翼、壓密部件、接頭、密封軸桿、偏導輪、刮刀、過濾器等。
3)、包裝機械
用UHMWPE取代改性*塑料制作導軌,傳送裝置的滑塊座、固定板等,UHMW-PE導軌,墊條,護攔(塑鋼)。
4)、通用機械
用UHMWPE可制作齒輪、凸輪、葉輪、滾輪、滑輪、軸承、軸瓦、軸套、銷軸、墊片、密封墊、彈性聯(lián)軸節(jié)、螺釘、管卡等。如碼頭、橋梁墩的防護板。
2、以自潤滑性和不粘性為主的應用
1)、材料儲運
用UHMWPE可制作粉狀類的襯里,如:料倉,料斗,溜槽等回流裝置,滑動面,滾筒等。煤斗、粉狀類產品斗等倉斗類內襯的儲存?zhèn)}料斗襯板。
2)、農業(yè)、建筑機械
用UHMWPE可制作農具的防磨耗板、托架等。
3)、文體用品
用UHMWPE可制作滑冰的雪橇滑板、雪橇拖板等。
3、以耐腐蝕性和不吸水性為主的應用
1)、容器包裝
用UHMW-PE制作太陽能設備的溫水容器,是目前UHMWPE應用得廣泛的領域之一。
2)、化工設備
用UHMW-PE制作化學工業(yè)部件,如:密封填板、填密料、真空模盒、泵部件、軸承襯瓦、齒輪、密封結合等。
3)、輸送管道
4、以衛(wèi)生安全性為主的應用
1)、食品、飲料工業(yè)在飲料輕工行業(yè)中,主要利用其杰出的耐磨性、耐沖擊性、自潤滑性和安全性制造各種齒輪、凸輪、輸送線耐磨護欄、墊條、導軌以及各種減摩、自潤滑的軸套、襯里等。如:食品機械的護軌、星形輪、導向昆齒輪、軸承襯瓦等。
2)、醫(yī)療用UHMW-PE可制作人工人體零件。
5、其它性能的應用:船舶零件、極低溫機械部件等
1)、耐低溫性應用
2)、電絕緣性能應用:用UPE可制作酸性鉛蓄電池隔板(膜),用量為4000噸/年。
3)用UPE可制作天輪襯墊、鋼絲繩地輥、提升箕斗、罐耳、罐道梁、皮帶托輥、輸送機刮板、擋板、溜槽、噴漿機摩擦板等。