东莞市锦湖塑胶原料有限公司

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高分子材料 UHMWPE L3000 日本三井化学

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高分子材料 UHMWPE L3000 日本三井化学详细信息
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UHMWPE极高的分子量(HDPE的分子量通常只有2~30万)赋予其优异的使用性能,而且属于价格适中、性能优良的热塑性工程塑料,它几乎集中了各种塑料的优点,具有普通聚乙烯和其它工程塑料无可比拟的耐磨、耐冲击、自润滑、耐腐蚀、吸收冲击能、耐低温、卫生无毒、不易粘附、不易吸水、密度较小等综合性能。事实上,目前还没有一种单纯的高分子材料兼有如此众多的优异性能。

 

1、耐磨性

  UHMWPE的耐磨性居塑料之冠,并超过某些金属,图1为UHMWPE与其它材料耐磨性比较。从图1可以看出,与其它工程塑料相比,UHMWPE的沙浆磨耗指数仅是PA66的1/5,HEPE和PVC的1/10;与金属相比,是碳钢的1/7,黄铜的1/27。这样高的耐磨性,以致于用一般塑料磨耗实验法难以测试其耐磨程度,因而专门设计了一种沙浆磨耗测试装置。UHMWPE耐磨性与分子量成正比,分子量越高,其耐磨性越好。

2、耐冲击性

  UHMWPE的冲击强度,在所有工程塑料中名列前茅,图2为UHMWPE与其他工程塑料冲击强度比较,从图2中可以看出,UHMWPE的冲击强度约为耐冲击PC的2倍,ABS的5倍,POM和PBTP的10余倍。耐冲击性如此之高,以致于采用通常冲击试验方法难以使其断裂破坏。其冲击强度随分子量的增大而提高,在分子量为150万时达到最大值,然后随分子量的继续升高而逐渐下降。值得指出的是,它在液氮中(-195℃)也能保持优异的冲击强度,这一特性是其它塑料所没有的。此外,它在反复冲击表面硬度更高。

3、自润滑性

  UHMWPE有极低的摩擦因数(0.05~0.11),故自润滑性优异。表1为UHMWPE与其他工程塑料摩擦因数比较。从表1可以看出,UHMWPE的动吗擦因数在水润滑条件下是PA66和POM的1/2,在无润滑条件下仅次于塑料中自润滑性最好的聚四氟乙烯(PTFE);当它以滑动或转动形式工作时,比钢和黄铜加润滑油后的润滑性还要好。因此,在摩擦学领域UHMWPE被誉为成本/性能非常理想的摩擦材料。

 

名称摩擦系数
自润滑水润滑油润滑
UHMWPE0.10~0.220.05~0.100.05~0.08
PTFE0.04~0.250.04~0.080.04~0.05
PA660.15~0.400.14~0.190.06~0.11
POM0.15~0.350.10~0.200.05~0.10
 

  表1 UHMWPE与其它工程塑料摩擦因数比较

4、耐化学药品性

  UHMWPE具有优良的耐化学药品性,除强氧化性酸液外,在一定温度和浓度范围内能耐各种腐蚀性介质(酸、碱、盐)及有机介质(荼溶剂除外)。

 

  其在20℃和80℃的80种有机溶剂中浸渍30d,外表无任何反常现象,其它物理性能也几乎没有变化。

5、冲击能吸收性

  UHMWPE具有优异的冲击能吸收性,冲击能吸收值在所有塑料中最高,因而噪声阻尼性能很好,具有优良的削音效果。

6、耐低温性

  UHMWPE具有优异的耐低温性,在液氦温度(-269℃)下仍具有延展性,因而能够用作核工业的耐低温部件。

7、卫生无毒性

  UHMWPE卫生无毒,完全符合日本卫生协会的标准,并得到美国食品及药物行政管理局和美国农业部的认可,可用于接触食品和药物。

8、不粘性

  UHMWPE表面吸附能力非常微弱,其抗粘符能力仅次于塑料中不粘性最好的PTFE,因而制品表面与其它材料不易粘符。

9、吸水性小

  UHMWPE吸水率很低;一般小于0.01%,仅为PA66的1%,因而在成型加工前一般不必干燥处理。

10、密度

  表2为UHMWPE与其它工程塑料密度比较。由表2可知,UHMWPE的密度比其它所有工程塑料都低,一般比PTFE低56%,比POM低33%,比PBTP低30%,因此其制品非常轻便。

 

名称相对密度UHMWPE密度比其低/%
PTFE201256
POM1.4133
PBTP1.3130
PC1.2022
PA1.02—1.148—18
UHMWPE0.94 
 

  表2 UHMWPE 与其它工程塑料密度比较

11、拉伸强度

  由于UHMWPE具有朝拉伸取向必备的结构特征,所以有无可匹敌的超高拉伸强度,因此可通过凝胶纺丝法制得超高弹性模量和强度的纤维,其拉伸强度高达3~3.5GPa,拉伸弹性模量高达100~125GPa;纤维比强度是迄今已商品化的所有纤维中最高的,比碳纤维大4倍,比钢丝大10倍,比芳纶纤维大50%。

12、其他性能

  UHMWPE还具有优良的电气绝缘性能,比HDPE更优良的耐环境应力开裂性,比HDPE更好的耐疲劳性及耐r-射线能力。

 

编辑本段应用

  目前UHMWPE已在纺织、造纸、包装、运输、进写、化工、采矿、石油、建筑、电气、食品、医疗、体育等领域得到广泛的应用,并开始进入常规兵器、船舶、汽车等领域。今后还将扩大到宇航和原子能等领域。

1、耐磨性和耐冲击性为主的应用

  1.1、纺织机械

 

  纺织机械是UHMWPE最早应用的领域,早在1958年,就有几家公司用UHMWPE制造防止机械零件,如取代韧性材料中最耐用的水牛皮制作的织机上的皮结,承受40~180次/min长期振动冲击,其寿命可达水牛皮结的5~6倍。目前,国外在每台织机上应用的UHMWPE零件平均有30件左右,如投梭器、打梭棒、齿轮、联结器、扫花杆、缓冲块、杆轴套、摆动后梁等耐冲击磨损零件。

 

  1.2、造纸机械

 

  造纸机械是应用UHMWPE的第二个工业领域,约在1960年,在一台削木机的传送装置上第一次安装了UHMWPE防磨条,对底板和链条起到良好的保护作用,使用5a基本上无磨损。据估计,防磨条的寿命要比链条的寿命高一倍以上,UHMWPE和不锈钢、枫木、浇铸型聚氨脂及层压酚醛塑料等耐磨材料都层作为吸水箱盖板使用,但重要的是UHMWPE盖板对吸水箱上不锈钢丝网的阻力大大低于其它材料,因此可使昂贵的不锈钢死网的使用寿命延长。今天,造纸工业所需UHMWPE用量占总量的10%,如采用UHMWPE制造造纸机的刮水板、吸水箱盖板、压密部件、接头等;此外UHMWPE也可用来制造造纸机械的密封轴杆、偏导轮、刮刀、过滤器等零部件。

 

  1.3、包装机械

 

  UHMWPE的高耐磨性、低摩擦因数和不粘性,使其在包装机械中比某些金属和其它塑料更适用,可代替磷青铜和氟塑料。

 

  用UHMWPE取代改性氟塑料制作导轨、传送装置的滑块座、固定板等,不仅大大降低了设备投资费用,而且可延长使用寿命10~50倍。

 

  一条液体洗涤剂生产线装置上的计时星轮,用UHMWPE取代原来的层压热固性塑料后,使过去易磨损、易划伤瓶且容易变软的问题迎刃而解,大大减少了备用件费用,有UHMWPE制造的计时螺杆,也已在许多装瓶线上作为标准部件使用。

 

  西方一个大啤酒厂,用UHMWPE制作了一条约1.6km长的板带式瓶子传送带,比用磷青铜制作的传送带耐用几倍。

 

  国外一个汽车组装厂的输送线上,链条驱动链轮使小车在钢板传送平台上运动,由于链条与钢板的摩擦,链条极易损坏。采用UHMWPE板材替换钢板,使磨损大大降低,同时也减少了动力消耗。

 

  1.4、通用机械

 

  由于UHMWPE具有优良的耐磨性、耐冲击性,它在机械制造行业中得到广泛应用,可制作各种齿轮、凸轮、叶轮、滚轮、滑轮、轴承、轴瓦、轴套、削轴、垫片、密封垫、弹性联轴节、螺钉等机械零部件。

2、以自润滑性和不粘性为主的应用

  2.1、材料储运

 

  UHMWPE可制作装煤、水泥、石灰、矿粉、盐、谷物之类粉状材料的料斗、料仓、滑槽的衬里,由于它具有优良的自润滑性、不粘性,可使上述粉状材料对储运设备不发生粘附现象,保证稳定输送。

 

  煤、矿粉、粮食等的料斗过去采用不锈钢衬里进行装箱运输,现改用UHMWPE衬里,长期使用时,可减少发热现象,宝钢运送矿石的料斗采用UHMWPE,要比原先采用的金属材料使用寿命提高10~50倍。用UHMWPE制作料斗衬里便于施工、成本低,所以大发电厂输送煤的加料斗也采用了UHMWPE衬里。

 

  采煤场的煤溜槽采用UHMWPE制造,可降低倾斜角度,从而提高开采量。输送40万t煤而不需要更换料槽,其使用寿命比衬镁合金的流料槽提高2倍。

 

  UHMWPE用于流砂等的固体输送管道,与钢管相比寿命提高18倍,成本降至1/25,与尼龙管相比寿命提高3倍,成本降至1/8。在输送时,管内阻力比金属管小25%,大大提高了输送效率。

 

  在滑槽、铲斗和矿石车厢的内衬等方面,用传统金属材料时,遇到寒冷潮湿天气,物料就会冻结在金属上,而采用UHMWPE则不会,从而大大减少了卸货时间。在散装货船的自卸漏斗上内衬一层UHMWPE板材后,平均卸货时间由原来的16~20h减少到8h。

 

  2.2农业、建筑机械

 

  UHMWPE自润滑性优异,泥土在其表面容易滑动,而不会发生粘着,而且其耐冲击性、耐磨损性优良,适于制作农业和建筑机械的零部件。如联合收割机的滑动板、犁具外衬板、退土机的刮板、挖土机铲斗的内衬、翻斗车车厢的内衬等,可大幅度提高工作效率,减少能耗。

 

  2.3文体用品

 

  利用UHMWPE的自润滑性和耐磨性及耐寒性,可用语滑冰、滑雪板底板,欧美主要采用UHMWPE制造;用UHMWPE覆盖滑雪道(层厚20mm),滑板最高速度可达110km/h。

 

  日本三井石油化学公司制造的UHMWPE滑冰场,1975年在Kagoshima县对外开放,其造价为一般滑冰场的1/4。

3、以耐腐蚀性和不吸水性为主的应用

  UHMWPE具有优良的化学稳定性和不吸水性,可用做各种溶液存储设备的铺面材料和大型包装容器,如浮筒、接水槽,汽油箱、农药容器以及用语太阳能设备的退水容器等。这也是UHMWPE目前应用最广泛的领域之一。

 

  UHMWPE容器具有优良的落下冲击强度。如果将容器装水20kg,从高空跌落至10mm厚的铁板上,普通聚乙烯容器的破坏高度仅为9M,而UHMWPE容器可高达15M以上。

4、以卫生无毒性为主的应用

  4.1、食品、饮料工业

 

  UHMWPE具备食品工业所要求的无毒性、耐水性及非黏着性。被指定为可直接与食品接触使用的材料。可用于啤酒、清凉饮料、调味品等的输送线。输送物品时,可以防止瓶子等的破损,降低噪音,减少输送带、输送螺杆等的磨损,并可减少电力损耗,它还可用来制造肉食、牛奶以及糖果蜜饯和面包食品生产设备的零部件。

 

  4.2、医疗

 

  UHMWPE具有优异的生理惰性和生理适应性,经美国食品及药物行政管理局、农业部批准,可在医药几与人体接触的领域使用,如作为心脏瓣膜、矫形外科零件、人工关节及节育植入体等的临床使用,是理想的医用高分子材料。有UHMWPE制成的腕臼和金属股骨组成的人工髋关节,耐磨性和安全性比PTFE更为优异。目前世界上已有数十万人接受了这类人工关节的置换。

5、其他性能的应用

  5.1、耐低温性应用

 

  UHMWPE具有优异的耐低温性能,可应用于各种冷冻机械中,并可作为核工业的耐低温部件,在低温超导领域中是较为理想的绝缘材料。UHMWPE对放射线具有优良的遮蔽效果,故可用作原子能

 

  发电站的遮蔽板。

 

  5.2、电绝缘性能应用

 

  UHMWPE电绝缘性能良好,尤其是介电损耗角正切值低,可用于制造电镀槽、辊子及在高频和超高频区间工作的绝缘子、绝缘拖架、电缆管道、短路器、电缆端子和其它电气装置。

  • 成立时间:2009
  • 经营模式:经销批发
  • 所在地区:广东 东莞
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