超高分子量聚乙烯板

超高分子量聚乙烯板,根據美國菲利普石油公司的劃分方法,分子量在150萬以上的聚乙烯。

一、

原料

根據美國菲利普石油公司的劃分方法,分子量在150萬以上的聚乙烯稱為“超高分子量聚乙烯(UHMWPE)”。德國赫斯特(hoechst)公司、美國赫爾克樂斯(Hercules)公司和日本三井石油化學公司是世界上生產UHMWPE的三大公司,中國主要生產廠家是北京助劑二廠、上海高橋石化公司化工廠。超高分子量聚乙烯板的原料,就是分子量在150萬以上的超高分子量聚乙烯.

特點

高自潤滑、不吸水 --- 破壞因吸水形成分子鏈,消除粘結,下料自然順暢。
高耐磨、抗衝擊 --- 加入多種改良劑,保持原有特性,提高更具實用性優點。
不粘性表面吸附能力非常微弱,因而製品表面與其它材料不易粘符。

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最高的,比碳纖維大4倍,比鋼絲大10倍,比芳綸纖維大50%。
抗衝擊---抗衝擊強度達到150KJ/㎡,不破裂。
優良的環境應力開裂性能,是普通聚乙烯的200倍。
優良的耐低溫性能,即使在176℃時也不脆裂。

耐化學藥品性具有優良的耐化學藥品性,除強氧化性酸液外,在一定溫度和濃度範圍內能耐各種腐蝕性介質(酸、鹼、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。

使用範圍

煤電行業:原煤倉、下煤斗、地煤溝
鋼鐵行業:混合料倉、焦化廠、煤塔、配煤室
水泥行業:原煤倉、煤粉倉、粘土倉、鐵粉倉
食品行業:衛生菜板

加工

需要提出的是,因UHMWPE熔融粘度極高,加工難度大,長期以來,國內外都主要採用類似於加工聚四氟乙烯的壓制—燒結和柱塞擠出成型方法加工,生產效率較低。

缺點

 雖然超高分子量聚乙烯板有很多優點,但是世界上沒有完美的事物,它也有它的缺陷,與其它工程塑膠相比,高分子量聚乙烯具有表面硬度和熱變形溫度低、彎曲強度以及蠕變性能較差等缺點。這是由於高分子量聚乙烯得分子結構和分子聚集形態造成得,可通過填充和交聯得方法加以改善。

超高分子量聚乙烯板生產工藝
由於超高分子量聚乙烯(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)由最初的壓制-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。
超高分子量聚乙烯板一般加工技術
(1〕壓制燒結
壓制燒結是超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)最原始的加工方法。此法生產效率頗低,易發生氧化和降解。為了提高生產效率,可採用直接電加熱法。
〔1〕另外,Werner和Pfleiderer公司開發了一種超高速熔結加工法;
〔2〕採用葉片式混合機,葉片鏇轉的最大速度可達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。雙螺桿擠出多採用同向鏇轉雙螺桿擠出機。
60年代大都採用柱塞式擠出機,70年代中期,日、美、西德等先後開發了單螺桿擠出工藝。日本三井石油化學公司最早於1974年取得了圓棒擠出技術的成功。我國於1994年底研製出Φ45型超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)專用單螺桿擠出機,並於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於1974年開發了注塑成型工藝,並於1976年實現了商業化,之後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年又成功地注射出醫用人工關節等。
吹塑成型
超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)加工時,當物料從口模擠出後,因彈性恢復而產生一定的回縮,並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薄膜長期以來存在的縱橫方向強度不一致,容易造成縱向破壞的問題。

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