文档介绍：超高分子量聚乙烯
摘要:介绍了超高分子量聚乙烯(UHMWPE)的性能、用途和工艺特点以及国内外关于流动改性UHMWPE的研究现状。
关键词:超高分子量聚乙烯;加工;现状;用途
1 概述
超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)是一种具有优异综合性能的热塑性工程塑料,它具有其它工程塑料所无可比拟的抗冲击性、耐磨损性、耐化学腐蚀性、耐低温性、耐应力开裂、抗粘附能力、优良的电绝缘性、安全卫生及自身润滑性等性能,被认为是“令人惊异的塑料”,越来越受到人们的重视。它的主要缺点是熔体流动性差、加工过程不易进料、熔体临界剪切速率低,以及耐热性差、加工时容易氧化降解。为了克服UHMWPE难以加工的缺陷,国内外研究人员从加工设备和原辅料配方两个方面做了大量的研究和探索工作。
2 当前国内外研究现状及生产厂家
日本三井公司研制成功的SIM一4749A 型注射机,具有高速、高压注射系统和先进的控制系统,其注射压力高达290 MPa, MPa~ MPa。德国Battenfeld公司的高速、高压注射系统,其注射压力达220 MPa,上述设备虽然能注射小型制品,但设备价格昂贵,主机功率很大,能耗高。
8O年代以来,国内一些企业和科研院所也对UHMWPE的新的成型加工方法和加工设备进行了卓有成效的研究。北京市塑料研究所曾对UHMWPE注塑设备与加工工艺进行了多年的研究。
8O年代初期,该所用经多方改造的注塑机成功地制出了UHMWPE髋臼,和金属股骨组成人工髋关节;90年代初,该所又进行了UHMW-PE高压高速注射成型方面的研究。8O年代,北京助剂二厂、北京有机玻璃制品厂、大连第二塑料厂相继从德国PM公司引进卧式柱塞挤出机,可生产厚度达10 mm~80 mm 的板材,直径达8O mm~200mm的棒材以及片材和异型材等。8O年代末9O年代初,北京市塑料研究所和北京化工大学塑料机械及塑料工程研究所分别开展了UHMWPE单螺杆挤出机加工设备与技术方面的研究。
国外,生产UHMW-PE的主要厂家有:西德Hoechst公司,美国Hercules公司,日本三井石油化学公司,美国联合化学公司。
我国于七十年代后期开始生产UHMW—PE, 主要厂家有北京助剂二厂、上海高桥化工厂、-PE树脂主要性能指标见表1
3 UHMW-PE的性能
超高分子量聚乙烯是一种性能优异的热塑性工程塑料,它综合了许多塑料的杰出性能, 尤其在耐冲击、耐磨损、耐化学腐蚀、-PE的典型物理机械性能如下:
●耐冲击性能
耐冲击是UHMW-—PE的冲击强度非常高,它比以耐冲击著称的聚碳酸酯的冲击强度还高3--5倍. 聚乙烯的冲击强度随分子揖的增加而提高. 当分子量达到150万时, 冲击强度达到最高磨, 以后随着分子量的增加. 冲击强度有所降低.
●耐磨性
耐磨是UtIMW-PE的另一个重要特性
●耐温性
UHMW-PE的耐低温性能极佳,即使在低于冰点以下, 也不失去良好的冲击强度,最低使用温度可达-269℃,在高温区可在85℃下使用,在小负荷下可在90℃下使用.
●抗化学药品腐蚀性
UHMW-PE对化学药品非常稳定,除强氧化性酸外,它具有优于聚四氟乙烯的耐化学药品腐蚀性.