超高分子量聚乙烯的特性
超高分子量聚乙烯的特性及应用进展
超高分子量聚乙烯的特性及应用进展一、本文概述超高分子量聚乙烯（UHMWPE）是一种独特的高分子材料，以其优异的物理性能和广泛的应用领域而备受关注。
本文旨在全面概述超高分子量聚乙烯的基本特性，包括其分子结构、力学行为、热稳定性等方面，同时深入探讨其在多个领域的应用进展，如耐磨材料、航空航天、医疗器械等。
通过对现有文献的综述和分析，本文旨在为研究者和工程师提供有关超高分子量聚乙烯的最新信息，以推动该材料在未来科技和工业领域的发展。
本文将介绍超高分子量聚乙烯的基本结构和性质，包括其分子链长度、结晶度、热稳定性等关键参数，以及这些参数如何影响其宏观性能。
随后，将重点关注UHMWPE在不同应用领域的最新进展，特别是在耐磨材料、航空航天、医疗器械等领域的创新应用。
还将讨论UHMWPE在环保和可持续发展方面的潜力，例如作为可回收材料或生物相容材料的使用。
本文将对超高分子量聚乙烯的未来发展趋势进行展望，包括新材料设计、加工技术改进、应用领域拓展等方面。
通过总结现有研究成果和挑战，本文旨在为相关领域的研究者和工程师提供有价值的参考和指导，以促进超高分子量聚乙烯在科技和工业领域的进一步发展。
二、UHMWPE的基本特性超高分子量聚乙烯（UHMWPE）是一种线性聚合物，其分子量通常超过一百万，赋予了其许多独特的物理和化学特性。
UHMWPE具有极高的抗拉伸强度，其强度甚至可以与钢材相媲美，而其密度却远远低于钢材，这使得它成为一种理想的轻量化材料。
UHMWPE的耐磨性极佳，其耐磨性比一般的金属和塑料都要好，因此在许多需要耐磨的场合，如滑动、摩擦等，UHMWPE都有很好的应用前景。
UHMWPE还具有优良的抗冲击性、自润滑性、耐化学腐蚀性以及良好的生物相容性等特点。
这使得它在许多领域都有广泛的应用，包括但不限于工程、机械、化工、医疗、体育等领域。
特别是在工程领域，UHMWPE的轻量化、高强度、耐磨等特点使得它在制造重载耐磨零件、桥梁缆绳、船舶缆绳等方面有着独特的优势。
超高分子量聚乙烯标准
超高分子量聚乙烯标准
超高分子聚乙烯(UHMWPE) 是一种具有高强度、高模量和耐高温、耐腐蚀、耐老化等特性的塑料材料。
关于它的标准，通常包括以下几个方面:
1.分子量: UHMWPE的分子通常不低于3.0x10^6,这使得其具有较高的强度和硬度。
2.密度: UHMWPE的密度通常在0.932-0.950g/cm3之间，这使得其具有较好的轻量化和防震性能。
3.耐磨系数: UHMWPE的耐磨系数不大于1.0x10^-11m3/N.m,这表明其具有较好的耐磨性能。
4.抗拉强度: UHMWPE的抗拉强度通常不低于20MPa,这使得其具有较高的承重能力和抗冲击能力。
5.化学性能: UHMWPE具有较好的化学稳定性,能够抵抗大多数酸、碱和有机溶剂的侵蚀。
6.热性能: UHMWPE具有较好的热稳定性和耐热性，能够在较高温度下使用。
7.电性能: UHMWPE具有良好的电绝缘性能，可用于制造绝缘器件。
8.环境性能: UHMWPE具有较好的环境适应性，能够在恶劣环境下使用。
此外，UHMWPE还具有较好的加工性能和使用性能，可以用于制造各种塑料制品。
同时，UHMWPE按其制造工艺可分为短纤维和长纤维两种类型。
需要注意的是，具体的标准可能会因产品类型、用途和生产商的不同而有所差异。
因此，在实际应用中，建议根据具体需求选择符合标准的UHMWPE材料。
制表：审核：批准：。
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(简称UHMWPE),是分子量100万以上的聚乙烯。
分子式:—(—CH2-CH2—)—n—,密度:0.936~0.964g/cm3。
热变形温度(0.46MPa)85℃,熔点130~136℃。
UHMWPE性质特点为:极好的耐磨性,良好的耐低温冲击性、自润滑性、无毒、耐水、耐化学药品性,耐热性优于一般PE,缺点是耐热性(热变形温度)低、加工成型性差,外表面硬度,刚性,耐蠕变性不如一般工程塑料,膨胀系数偏大。
UHMWPE流动性差,熔融状态下粘度极高,是呈橡胶状的高粘弹性体,早期仅能用压制和烧结方法成型,目前也可用挤出、注塑和吹塑方法加工。
特殊功能机械性能高于一般的高密度聚乙烯。
具有突出的抗冲击性、耐应力开裂性、耐高温蠕变性、低摩擦系数、自润滑性,卓越的耐化学腐蚀性、抗疲劳性、噪音阻尼性、耐核辐射性等。
使用温度100~110℃。
耐寒性好,可在-269℃下使用。
密度0.985g/cm3,分子量200万的产品,其断裂拉伸强度40MPa,断裂伸长率350%,弯曲弹性模量600MPa,悬臂梁缺口冲击冲不断。
磨耗量(MPC法)20mm。
应用领域UHMWPE可以代替碳钢、不锈钢、青铜等材料用于纺织、造纸、食品机械、运输、医疗、煤矿、化工等部门。
如纺织工业上技梭器、打梭棒、齿轮、联结、扫花杆、缓冲块、偏心块、杆轴套、摆动后果等耐冲击磨损零件。
造纸工业上做箱盖板、刮水板、压密部件、接头、传动机械的密封轴杆、偏导轮、刮刀、过滤器等;运输工业上做粉状材料的料斗、料仓、滑槽的衬里。
UHMWPE可做各种机械的零部件,包括食品机械的齿轮、蜗轮、蜗杆、轴承。
化工中做泵、阀门、档板、滤板。
医疗上,还可用于心脏瓣膜、短形外科零件,人工关节及节育植入体。
体育上做滑冰地板、滚地球道、滑雪板、机动雪橇零件。
UHMWPE可以做高模量纤维,制造防弹衣、飞机座椅、海运、渔业用绳索等。
超高分子量聚乙烯
超高分子量聚乙烯超高分子量聚乙烯英文名ultra-high molecular weight polyethylene(简称UHMWPE)，是分子量100万以上的聚乙烯。
分子式：—(—CH2-CH2—)—n—，密度：0.936～0.964g/cm3。
热变形温度(0.46MPa)85℃，熔点130～136℃。
1简介超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）是一种线型结构的具有优异综合性能的热塑性工程塑料。
超高分子量聚乙烯其发展十分迅速，80年代以前，世界平均年增长率为8.5%，进入80年代以后，增长率高达15%～20%。
而我国的平均年增长率在30%以上。
1978年世界消耗量为12，000～12，500吨，而到1990年世界需求量约5万吨，其中美国占70%。
2007-2009年中国逐步成为世界工程塑料工厂，超分子量聚乙烯产业发展更是十分迅速，以下为发展史：上世纪30年代最早有人提出关于超高分子量聚乙烯纤维的基础理论;凝胶纺丝法和增塑纺丝法的出现使超高分子量聚乙烯在技术上取得重大突破;上世纪70年代，英国利兹大学的Capaccio和Ward首先研制成功分子量为10万的高分子量聚乙烯纤维;1964年中国研制成功并投入工业生产;1975年荷兰利用十氢萘做溶剂发明了凝胶纺丝法(Gelspinning)，成功制备出了UHMWPE 纤维，并于1979年申请了专利。
此后经过十年的努力研究，证实凝胶纺丝法是制造高强聚乙烯纤维的有效方法，具有工业化前途;1983年日本采用凝胶挤压超倍拉伸法，以石蜡作溶剂，生产超高分子量聚乙烯纤维;在中国超高分子量聚乙烯管材在2001年被科学技术部国科计字(2000)056号文件列为国家科技成果重点推广计划，属化工类新材料、新产品。
国家计委科技部将超高分子量聚乙烯管材列为当前优先发展的高科技产业重点领域项目。
2辨别方法超高分子量聚乙烯是一种高分子化合物，很难加工，并且具有超强的耐磨性、自润滑性，强度比较高、化学性质稳定、抗老化性能强，所以在辨别真假高分子聚乙烯时，一定要注意它的这几项特性，具体辨别方法如下：1.称重法则：真正的超高分子[1]量聚乙烯产品的比重在0.93-0.95之间，密度较小，能浮于水面。
超高分子量聚乙烯管道
超高分子量聚乙烯管道一、超高分子量聚乙烯管道简介超高分子量聚乙烯管道是一种分子量大于250万的高分子聚乙烯高耐磨管道，包括高分子高耐磨弯头、耐磨三通、四通。
超高分子量聚乙烯（UHMWPE）是由乙烯、丁二烯单体在催化剂的作用下，聚合而成的粘均分子量大于250万的热塑性工程塑料。
该产品具有极高的耐磨性、抗冲击性、优良的抗内压强度、耐环境应力开裂性、良好的自润滑、抗粘附性、独特的耐低温性、优良的化学稳定性等优越性能，广泛应用于冶金矿山、电力、石油、天然气、纺织、造纸、食品、化工、机械、电气等行业。
二、超高分子量聚乙烯管道的优点：1．超强的抗压强度和承压能力超高分子量聚乙烯管材的抗压强度是PE80的2.5倍，PEl00的2倍，抗环境应力开裂能力是PE100的5倍，而耐疲劳是PE100的30倍以上。
2．高抗冲击性、柔韧性超高分子量聚乙烯管材的抗冲性和吸收冲击性能居塑料之首，无论是外力强冲击还是内部压力波动都难以使其开裂。
其抗冲击强度为尼龙66的10倍，U-PVC的20倍，PE的5倍。
在低温度环境下抗冲击性更优异，具有很强的柔韧性。
3．高耐磨性：超高分子量聚乙烯管材摩擦系数只有0.07-0.2，它的分子链特别长，使得管材的耐磨性在输送各种浆体时比钢管、金属管高4-7倍，是PE100的10倍，也是U-PVC的10倍左右。
在诸多管道材料中，其磨损指数最小。
耐磨性比钢管、不锈钢管高4-7倍，比聚氯乙烯管道、聚乙烯管道高10倍以上，大幅度提高了管材的使用寿命。
4．抗腐蚀性超高分子量聚乙烯管材是一种饱和分子团结构，故其化学稳定性极高，在一定温度和浓度范围内能耐各种腐蚀性介质（酸、碱、盐）及有机溶剂的侵蚀。
分子结构稳定性极高；无电化学腐蚀；耐多种化学介质侵蚀。
5．流动性超高分子量聚乙烯管材有自润滑和不粘着性，摩擦系数小。
特殊工艺生产的管道内壁抗腐蚀、抗摩损、不结垢，因此流动阻力很小，可长期保持流速和流量不减。
故其内径设计可比钢管减小15%-20%。
超高分子量的特性
/
超高分子量聚乙烯（UHMWPE）是指平均分子量在250万以上的线性结构聚乙烯（PE），由于其分子量极高，具有耐磨损、耐冲击、耐腐蚀、自润滑等优异的综合性能，被称为“令人惊异的塑料”，近年来由于柱塞推压、单螺杆挤出等技术的突破，使UHMWPE管材得
以实现了工业化连续生产.
超高分子量聚乙烯管道特性：
（1）耐磨性居塑料之冠，是碳钢、不锈钢的7～10倍；
（2）冲击强度列塑料之首，为PE的2倍、ABS的5倍，且能在液氮温度（-196℃）下保持；
（3）自润滑、抗粘附、不结垢，磨擦系数低，可与聚四氟乙烯（PTEE）媲美；
（4）冲击能吸收值在所有塑料中最高，且具消音性；
（5）化学稳定性好，在一定温度和浓度范围内能耐各种腐蚀性介质及有机介质；
（6）优良的耐低温性，在液氦温度（-269℃）下仍具延展性；
（7）优良的抗内压强度、耐环境应力开裂性、抗快速开裂性；
超高尾矿管应用领域：
煤矿、化工矿、铁矿、有色金属矿及非金属矿等的采矿，选矿厂的矿浆输送大量采用管道，如原矿管、尾矿管、精矿管、浮选系统管等。
选煤厂输送煤炭洗选所产生的浮选入料、浮选精矿和重介质悬浮液等固液混合物都要用管道输送。
河道疏浚中的抽沙、输泥管道等。
/。
超高分子量聚乙烯管道
超高分子量聚乙烯管道超高管介绍：超高分子量聚乙烯是粘均分子量在300万以上的线形结构聚乙烯。
它具有其他工程塑料所无可比拟的耐磨、耐冲击、自润滑、耐腐蚀、耐低温、卫生无毒、不粘附、不吸水等综合性能。
1、卫生无毒：无味、无毒、无臭、无腐蚀性。
2、耐腐蚀性：可以在80℃的浓盐酸中应用，在75%的浓硫酸、20%的硝酸中性能稳定。
3、电性能：体积电阻大，击穿电压达50KV/mm,介电常数为2.3。
4、耐低温性：在―269℃低温下，具有一定的延展性。
5、高耐磨性：静摩擦系数为0.07；6、抗冲击性：抗冲击性居尼龙之首，无论是外力强冲击、内部压力波动，都难以使其开裂。
其冲击强度是聚氯乙烯的20倍，尼龙66的10倍，聚四氟乙烯的8倍。
超高管参数：直径：DN65---800mm 热变形温度：>80℃米重：2.89kg/m 使用气压：0.6Mpa--2.0Mpa超高管应用范围：1、饮料食品机械：利用耐磨性、耐冲击性、不粘结、卫生无毒性，制作工作板、输送螺杆、齿轮等2、医疗器械：人体植入物、人造关节、矫形外科器械和支架、外科手术器。
3、纺织机械：利用抗冲击性、耐磨性和自润滑性，如36齿轮、梭弹架机缓冲挡板、轴承衬瓦等。
4、造纸工业：真空箱面板、脱水板、刮板、密封条、切纸机轴套等。
5、水处理：污水处理厂的污泥刮板、螺旋输送机衬板、泥浆泵叶轮、泵轴套、澄清装置齿轮和沉淀池的衬板等。
6、饮料食品机械：利用耐磨性、耐冲击性、不粘结、卫生无毒性，制作工作板、输送螺杆、齿轮等超高分子聚乙烯管产品介绍：超高分子量聚乙烯是一种性能优制的工程塑料，如优良的耐低温、板高的耐磨、、抗冲击性能、良好的自润滑性能，耐化学腐蚀等。
产品参数：直径：DN65---800mm 热变形温度：>80℃米重：2.89kg/m 使用气压：0.6Mpa--2.0Mpa产品性能：1、无毒性超高分子量聚乙烯无味、无毒、无臭，本身无腐蚀性，具有生理循性和生理适应性，美国食品与药品管理局(FDA)和美国农业部(USDA)允许它用于与食品和药品接触的场合。
超高分子量聚乙烯改性
超高分子量聚乙烯（HUMWPE）是一种线性结构的具有优异综合性能的热塑性工程塑料，具有其它工程塑料所无法比拟的抗冲击性、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，可以代替碳钢、不锈钢、青铜等材料，在纺织、采矿、化工、包装、机械、建筑、电气、医疗、体育等领域具有广泛的应用。
虽然UHMWPE具有许多优异的特性，但也有许多不足，如其熔融指数（接近于零）极低，熔点高（90-210°C）、粘度大、流动性差而极难加工成型,另外与其他工程塑料相比，具有表面，硬度低和热变形温度低、弯曲强度和蠕变性能较差，抗磨粒磨损能力差、强度低等缺点，影响了其使用效果和应用范围。
为了克服UHMWPE的这些缺点，弥补这些不足，使其在条件要求较高的某些场所得到应用，需要对其进行改性。
目前，常用的改性方法有物理改性、化学改性、聚合物填充改性、UHMWPE自增强改性等。
改性的目的是在不影响UHMWPE主要性能的基础上提高其熔体流动性、或针对UHMWPE自身性能的缺陷进行复合改性，如改进熔体流动性、耐热性、抗静电性、阻燃性及表面硬度等，使其能在专用设备上或通用设备上成型加工。
1 物理改性所谓物理改性是指把树脂与其它一种或多种物料通过机械方式进行共混，以达到某种特殊要求，如降低UHMWPE的熔体粘度、缩短加工时间等，它不改变分子构型，但可以赋予材料新的性能。
目前常用的物理改性方法主要有用低熔点、低粘度树脂共混改性、流动剂改性、液晶高分子原位复合材料改性以及填料共混复合改性等。
它是改善UHMWPE熔体流动性最有效、最简便以及最实用的途径。
1.1 用低熔点、低粘度树脂共混改性由于HDPE、LDPE、PP、PA、聚酯、橡胶等都是低熔点、低粘度聚合物，它与UHMWPE混合形成共混体系，当共混体系被加热到熔点以上时，UHMWPE树脂就会悬浮在这些共混剂的液相中，形成可挤出、可注射的悬浮体物料。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
超高分子量聚乙烯的特性
1、极高的耐磨特性超高管的分子量高达200万以上，磨耗指数最小，
使它具有极高的抗滑动摩擦能力。
耐磨性高于一般的合金钢6.6倍，不锈钢的27.3倍。
是酚醛树脂的17.9倍，尼龙六的6倍，聚乙烯的4倍，大幅度提高了管道的使用寿命。
2、极高的耐冲击性在现有的工程塑料中超高分子量管道的冲击韧性
值最高，许多材料在严重或反复爆炸的冲击中会裂纹、破损、破碎或表面应力疲劳。
本产品按GB1843标准，进行悬臂梁冲击实验达到无破损，可承受外力强冲击、内部超载、压力波动。
3、耐腐蚀性UHMW-PE是一种饱和分子团结构，故其化学稳定性极高，本
产品可以耐烈性化学物质的侵蚀，除对某些强酸在高温下有轻微腐蚀外，在其它的碱液、酸液中不受腐蚀。
可以在浓度小于80%的浓盐酸中应用，在浓度小于75%的硫酸、浓度小于20%的硝酸中性能相当稳定。
4、良好的自润滑性由于超高分子量聚乙烯管内含蜡状物质，且自身
润滑很好。
摩擦系数（196N，2小时）仅为0.219MN/m（GB3960）。
自身滑动性能优于用油润滑的钢或黄铜。
特别是在环境恶劣、粉尘、泥沙多的地方，本品的自身干润滑性能更充分的显示出来。
不但能运动自如，且保护相关工件不磨损或拉伤。
5、独特的耐低温性超高分子量聚乙烯管道耐低温性能优异，其耐冲
击性、耐磨性在零下269摄氏度时基本不变。
是目前唯一可在接近绝对零度的温度下工作的一种工程塑料。
同时，超高分子量聚乙烯管道的适温性宽，可长期在-269℃到80℃的温度下工作。
6、不易结垢性超高分子量聚乙烯管由于摩擦系数小和无极性，因此具
有很好的表面非附着性,管道光洁度高。
现有的材料一般在PH值为9以上的介质中均结垢，超高分子量聚乙烯管则不结垢，这一特性对火电站用于排粉煤灰系统有重大意义。
在原油、泥浆等输送管道方面也非常适用。
7、寿命长超高分子量聚乙烯分子链中不饱和基因少，抗疲劳强度大于50
万次，耐环境应力开裂性最优，抗环境应力开裂>4000h ，是PE100的2倍以上 ,埋地使用50年左右，仍可保持70%以上的机械性能。
8、安装简便超高分子量聚乙烯（UHMW----PE）管道单位管长比重仅为
钢管重量的八分之一，使装卸、运输、安装更为方便，且能减轻工人的劳动强度，UHMW-PE管道抗老化性极强，50年不易老化。
不论地上架设，还是地下埋设均可。
安装时无论是焊接或者是法兰连接均可，安全可靠、快捷方便、无需防腐、省工省力，充分体现出使用超高分子量聚乙烯管道“节能、环保、经济、高效”的优越性。
9、其他特性超高分子量聚乙烯管还有吸能、吸噪音、抗静电、对电子具有屏蔽能力、不吸水、比重轻、容易机械加工、可着色等突出特性。