超高分子量聚乙烯特性

 超高分子量聚乙烯英文名ultra-high molecular weight polyethylene(簡稱UHMWPE)，是分子量100萬以上的聚乙烯。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℃。UHMWPE性質特點為：*的耐磨性，良好的耐低溫沖擊性、自潤滑性、無毒、耐水、耐化學藥品性，耐熱性優于一般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，膨脹系數偏大。UHMWPE流動性差，熔融狀態下粘度*，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，目前也可用擠出、注塑和吹塑方法加工。  

    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、自潤滑性，的耐化學腐蝕性、抗疲勞性、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，斷裂伸長率350％，彎曲彈性模量600MPa，懸臂梁缺口沖擊沖不斷。磨耗量(MPC法)20mm。  

    應用領域

   UHMWPE可以代替碳鋼、不銹鋼、青銅等材料用于紡織、造紙、食品機械、運輸、醫療、煤礦、化工等部門 。如紡織工業上技梭器、打梭棒、齒輪、聯結 、掃花桿、緩沖塊、偏心塊、桿軸套、擺動后果等耐沖擊磨損零件。造紙工業上做箱蓋板、刮水板、壓密部件、接頭、傳動機械的密封軸桿、偏導輪、刮刀、過濾器等；運輸工業上做粉狀材料的料斗、料倉、滑槽的襯里。    UHMWPE可做各種機械的零部件，包括食品機械的齒輪、蝸輪、蝸桿、軸承。化工中做泵、閥門、檔板、濾板。醫療上，還可用于心臟瓣膜、短形外科零件，人工關節及節育植入體。體育上做滑冰地板、滾地球道、滑雪板、機動雪橇零件。UHMWPE可以做高模量纖維，防彈衣、飛機座椅、海運、漁業用繩索等。    

    應用范圍

  與聚酰胺、聚四氟乙烯相近，耐磨性超過碳鋼，做齒輪、軸承、軸瓦、星輪、閥門、泵、導軌、密封填料、設備襯里、滑變板、人工關節等，纖維作防彈衣、繩索等。    超高分子量聚乙烯具有許多優異的性能，然而如此優異的工程塑料卻很少有人知道它的存在，這主要是由于以前對超高分子量聚乙烯的熔體特性研究不足，加工方法基本上還停留在落后的壓制一燒結工藝上。近年來，隨著超高分子量聚乙烯加工技術的不斷發展，其制品已在許多領域中獲得了成功的應用。   

    紡織工業      

   超高分子量聚乙烯在紡織工業上的使用歷史zui長。織布機上的部件需要具有耐沖擊性、防震裂性、自潤滑性和消音性，使紡織機械成了超高分子量聚乙烯zui早應用的領域。從20世紀50年代*個超高分子量聚乙烯部件出來之后，相繼有200多種超高分子量聚乙烯的紡織部件問世。超高分子量聚乙烯的韌性在高速織布機的皮結上得到充分顯示：皮結的作用就是停止和敲擊梭子，使它左右來回運動穿過織布機。梭子通常是3-5 kg重的鋼制品，在zui高速度下，沖擊次數可達200次／rain。    

   在使用超高分子量聚乙烯之前，能接受如此沖擊力的只有水牛皮結，它可經受100萬次沖擊。而在相同條件下，采用超高分子量聚乙烯皮結可以接受500萬～1 500萬次沖擊 。目前，國外在每臺紡織機上應用的超高分子量聚乙烯零件平均有3O件。如投梭器、打梭棒、齒輪、聯結器、掃花桿、緩沖塊、偏心塊、桿軸套、擺動后梁等耐沖擊磨損零件 。     

     化學工業      

    超高分子量聚乙烯的耐磨性和耐藥品性使其在化工機械中*優勢。采用超高分子量聚乙烯代替金屬材料制成的耐酸泵、傳動機械、水泵、軸套、密封墊板、齒輪等，不僅使用壽命大大延長，而且使成本大為降低 。超高分子量聚乙烯還可作改性添加劑，添加到別的化合物中達到改善其化學性能的目的。如采用振動旋轉攪拌機可使熔融的超高分子量聚乙烯滲透到聚丙烯中，使無定型的超高分子量聚乙烯與聚丙烯形成復雜的連續網狀結構，從而改善聚丙烯的斷裂伸長率和屈服強度。超高分子量聚乙烯還可用作聚丙烯的沖擊強度改性劑、拉伸強度改性劑和增韌增強劑。      

     造紙工業   

    造紙業是超高分子量聚乙烯應用較普遍的領域，利用超高分子量聚乙烯的耐磨性與耐沖擊性，可用于偏導輪、刮刀、噴嘴與過濾器等。超高分子量聚乙烯可廣泛用于造紙機的吸水箱蓋板、刮水板，它保護了價格昂貴的銅網或不銹鋼網，減少了停機時間，為造紙業創造了極大的經濟效益。目前，造紙工業所需超高分子量聚乙烯量占其總消費量的10％，給造紙業創造了極大的經濟效益。  

     包裝食品機械     

    由于超高分子量聚乙烯具有優良的物理機械性能和無毒、無味、不吸水、不黏接、耐腐蝕、質量輕等眾多優點，在包裝和食品機械行業有著極大的應用市場。目前已向各種包裝和食品機械及灌裝線成功地提供了各種不同形狀和結構的滾輪、鏈節、鏈條、蝸桿、導桿、齒輪、星形輪、手輪、滾筒、絲桿、護軌、料斗、壓濾板、操作板、刮板、夾持器、襯瓦、柱塞等的配件。在食品工業上，超高分子量聚乙烯用于罐裝、瓶裝食品的輸送管路，不僅能使輸送順利，而且防止了瓶的碰撞，大大降低了噪音。在粉體食品、速溶食品及巧克力等糖果品的包裝管路上采用超高分子量聚乙烯質材，其滑動特性和耐久性能受   到人們的普遍贊賞。       通用機械      

    超高分子量聚乙烯由于具有優良的耐磨性、耐沖擊性，故在機械行業得到了廣泛應用。用超高分子量聚乙烯制作農用收割機的齒輪，比鋼制品便宜1／3，而壽命則要高2倍。因超高分子量聚乙烯在一269℃(液氦溫度)如此極低溫度下仍能保持各種特性，故常用作冷凍機等低溫裝置的機械部件。又因超高分子量聚乙烯對放射性射線有較好的遮蔽效果，故可用作原子能發電站的遮蔽板。      

     醫用材料       

    由于超高分子量聚乙烯的衛生、無毒和*的耐磨性，是理想的醫用高分子材料，可用于心臟瓣膜、矯形外科零件、人工關節及節育植入體等。從使用性能上看，由超高分子量聚乙烯制成的人工髖關節，耐磨性和安全性比聚四氟乙烯更為優異。20世紀60年代初就有人用超高分子量聚乙烯作為人體髖關節，五年后經過檢驗，磨損量還不到1 mnl。