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高分子:
產品性能編輯
UHMWPE*的分子量賦予其優異的使用性能,而且屬于價格適中、性能優良的熱塑性工程塑料,它幾乎集中了各種塑料的優點,具有普通聚乙烯和其它工程塑料*的耐磨、耐沖擊、自潤滑、耐腐蝕、吸收沖擊能、耐低溫、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異性能。
UHMWPE的耐磨性
UHMWPE的耐磨性居塑料,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。廠家加工仿真冰高分子溜冰板 聚乙烯滑板
沖擊強度
UHMWPE的沖擊強度,在所有工程塑料中,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150萬時達到大值,然后隨分子量的繼續升高而逐漸下降。值得指出的是,它在液氮中(-195℃)也能保持優異的沖擊強度,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。
摩擦因數
UHMWPE有極低的摩擦因數(0.05~0.11),故自潤滑性優異。表1為UHMWPE與其他工程塑料摩擦因數比較。從表1可以看出,UHMWPE的動摩擦因數在水潤滑條件下是PA66和POM的1/2,在無潤滑條件下僅次于塑料中自潤滑性的聚四氟乙烯(PTFE);當它以滑動或轉動形式工作時,比鋼和黃銅加潤滑油后的潤滑性還要好。因此,在摩擦學領域UHMWPE被譽為成本/性能非常理想的摩擦材料。
耐腐蝕性
UHMWPE具有優良的耐化學藥品性,除強氧化性酸液外,在一定溫度和濃度范圍內能耐各種腐蝕性介質(酸、堿、鹽)及有機介質(荼溶劑除外)。 其在20℃和80℃的80種有機溶劑中浸漬30d,外表無任何反常現象,其它物理性能也幾乎沒有變化。
由于超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)熔融狀態的粘度高達108Pa*s,流動性極差,其熔體指數幾乎為零,所以很難用一般的機械加工方法進行加工。近年來,超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)的加工技術得到了迅速發展,通過對普通加工設備的改造,已使超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)由初的壓制-燒結成型發展為擠出、吹塑和注射成型以及其它特殊方法的成型。
一般加工技術編輯
壓制燒結
壓制燒結是超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)原始的加工方法。此法生產效率頗低,易發生氧化和降解。為了提高生產效率,可采用直接電加熱法〔1〕;另外,Werner和Pfleiderer公司開發了一種超高速熔結加工法〔2〕,采用葉片式混合機,葉片旋轉的大速度可達150m/s,使物料僅在幾秒內就可升至加工溫度。
擠出成型
擠出成型設備主要有柱塞擠出機、單螺桿擠出機和雙螺桿擠出機。雙螺桿擠出多采用同向旋轉雙螺桿擠出機。 60年代大都采用柱塞式擠出機,70年代中期,日、美、西德等先后開發了單螺桿擠出工藝。日本三井石油化學公司早于1974年取得了圓棒擠出技術的成功。我國于1994年底研制出Φ45型超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)單螺桿擠出機,并于1997年取得了Φ65型單螺桿擠出管材工業化生產線的成功。
注塑成型
日本三井石油化工公司于1974年開發了注塑成型工藝,并于1976年實現了商業化,之后又開發了往復式螺桿注塑成型技術。1985年美國Hoechst公司也實現了超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)的螺桿注塑成型工藝。我國1983年對國產XS-ZY-125A型注射機進行了改造,成功地注射出啤酒罐裝生產線用超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)托輪、水泵用軸套,1985年又成功地注射出科研人工關節等。
吹塑成型
超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)加工時,當物料從口模擠出后,因彈性恢復而產生一定的回縮,并且幾乎不發生下垂現象,故為中空容器,特別是大型容器,如油箱、大桶的吹塑創造了有利的條件。超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)吹塑成型還可導致縱橫方向強度均衡的高性能薄膜,從而解決了HDPE薄膜*以來存在的縱橫方向強度不*,容易造成縱向破壞的問題。
應用情況編輯
機械行業:用于儀表罩殼、部分零件及電器零件等。
科研:三類植入物中可以作為人工關節植入物,用于摩擦副的界面,比如脛骨墊片、髖臼內襯等等。
礦山工業:制造人工槽裝襯、閘板,鏈板,振動篩板,輸送板,礦車襯板。 一般機械工業:制造各種軸套,齒輪,襯套,滑動板,葉輪等。
車輛制造及運輸工業:主要制品有自卸車,自卸船襯板,火車車輛耐沖擊零件等。
造紙行業:主要生產真空吸水箱面板和刮水板,壓密部件,接頭,機動密封軸桿,片導輪,過濾器等。
紡織工業:制造各種皮結,卷纖子,打梭棒,齒輪,聯結。掃花桿,緩沖塊,桿軸套,擺動后梁等抗沖擊耐磨損零件。
飲食輕工業:制造面板,菜板,工作面板,凸輪,齒輪等。
陶瓷業:制造各種規格滾壓頭,濾板,車輪等。
運動業:滑雪具襯里,履帶冰雪汽車部件,滑翔機攔地板,鋼球裝置部件,各種軸承襯瓦套,滾動球道,機動雪橇零件等。
UHMWPE具有優異的沖擊能吸收性,沖擊能吸收值在所有塑料中,因而噪聲阻尼性能很好,具有優良的削音效果。廠家加工仿真冰高分子溜冰板 聚乙烯滑板
用作核工業
UHMWPE具有優異的耐低溫性,在液氦溫度(-269℃)下仍具有延展性,因而能夠用作核工業的耐低溫部件。