超高分子量聚乙烯的研发及应用
超高分子量聚乙烯原料
超高分子量聚乙烯原料一、超高分子量聚乙烯的定义和特点超高分子量聚乙烯（Ultra-High Molecular Weight Polyethylene，简称UHMWPE）是一种线性聚合物，其分子量通常在100万到10000万之间。
相比于普通的聚乙烯，UHMWPE具有更高的分子量、更长的链结构和更好的机械性能。
二、超高分子量聚乙烯原料的生产方法1. 高压法生产：将乙烯气体在高压下与催化剂反应，生成UHMWPE颗粒。
2. 溶液法生产：将乙烯溶解在溶剂中，在催化剂作用下形成UHMWPE颗粒。
3. 熔融法生产：将乙烯加入反应釜中，在催化剂作用下形成UHMWPE颗粒。
三、超高分子量聚乙烯原料的应用领域1. 医学领域：人工关节、人工骨头、心脏血管支架等医用器械。
2. 工业领域：输送带、轴承、齿轮等机械零部件。
3. 环保领域：垃圾填埋场覆盖材料、海洋污染防治材料等。
四、超高分子量聚乙烯原料的特性和优点1. 良好的耐磨性：UHMWPE具有极高的耐磨性，是一种理想的输送带和轴承材料。
2. 优异的抗冲击性能：UHMWPE具有良好的抗冲击性能，是一种理想的防护材料。
3. 高强度和刚度：UHMWPE具有较高的强度和刚度，在机械零部件中应用广泛。
4. 低摩擦系数：UHMWPE具有较低的摩擦系数，可以减小零部件之间的摩擦损失。
五、超高分子量聚乙烯原料在医学领域中的应用1. 人工关节：UHMWPE作为人工关节表面涂层或制成关节内衬，可以减少对周围组织和骨骼的损伤。
2. 人工骨头：UHMWPE可以制成人造骨头，用于替代受损或缺失部位。
3. 心脏血管支架：UHMWPE可以制成心脏血管支架，用于治疗冠心病等心血管疾病。
六、超高分子量聚乙烯原料在工业领域中的应用1. 输送带：UHMWPE作为输送带材料，具有良好的耐磨性和低摩擦系数，可以减少能量损失。
2. 轴承：UHMWPE作为轴承材料，具有良好的耐磨性和抗冲击性能，可以提高机器的运转效率。
超高分子量聚乙烯的开发和应用
超高分子量聚乙烯的开发和应用简介超高分子量聚乙烯（UHMWPE）是一种高分子材料，其分子量可达到数百万，拥有极高的强度、韧性和耐磨性。
UHMWPE的广泛应用，使其成为现代化工产业必备的工程材料之一。
本文将介绍UHMWPE的开发历程、应用领域以及未来研究方向。
历史UHMWPE的历史可以追溯到20世纪50年代初期，当时，一些科学家开始尝试合成高分子材料以替代传统材料如金属、玻璃和陶瓷。
1954年，意大利研究团队首次将ethylene polymerization制成的UHMWPE纤维作为替代材料用于制造复合装甲板。
1962年，杜邦公司首次试制出UHMWPE的三维结构，用于制造运输装备的零部件。
历经多年的发展，UHMWPE不仅应用于工程领域如汽车工业、机械工业和航空航天工业等，同时也广泛应用于生物医学领域，如体外和体内植入器械、假肢和医疗器械等。
特性UHMWPE具有许多优越的特性，使其被广泛应用。
其中包括：高强度UHMWPE具有极高的强度。
其强度比钢高5倍，比普通聚乙烯高10到100倍。
UHMWPE具有极高的耐磨性，对各种材料的摩擦具有良好的抗性。
韧性UHMWPE具有很好的韧性，即使弯曲、压缩或撕裂，也能够恢复原状。
耐化学性UHMWPE对酸、碱、溶剂和其他化学物质具有良好的抵抗力。
耐高温性UHMWPE具有良好的耐高温性，在高温条件下仍能保持其优越的性能。
应用领域航空航天工业在航空航天工业中，UHMWPE应用于飞行器的减震器、导向轮、拉线和降落伞等。
机械工业在机械工业中，UHMWPE被广泛应用于制造轴承、齿轮、导轨和电子元件等。
在汽车工业中，UHMWPE应用于制造行车部件，如刹车系统、离合器齿轮和轮胎等。
生物医学领域在生物医学领域中，由于UHMWPE具有良好的生物相容性、耐磨性、耐热性和抗菌性等特性，使其在假肢、人造血管、人工心脏瓣膜等医疗器械中得到广泛应用。
纤维制造业UHMWPE纤维的力学性质和结构稳定性，使其成为抗弹药、射爆、电热等方向的研究热点。
超高分子量聚乙烯的制备与应用研究
超高分子量聚乙烯的制备与应用研究一、超高分子量聚乙烯的制备方法超高分子量聚乙烯，简称UHMWPE，是一种分子量高达数百万的高分子材料。
目前常用的制备方法主要有以下几种：1.溶液聚合法该方法通过将乙烯溶解在反应溶液中，经过引发剂引发聚合反应得到UHMWPE。
该方法的优点是对反应条件较为宽松，但难以得到高分子量的聚合物。
2.固态加工法该方法是将乙烯通过高压聚合法制备出UHMWPE颗粒，经过热挤压、注塑等固态加工过程制备成所需的UHMWPE制品。
该方法的优点是制品性能稳定，且能够制备超过1000万的大分子量。
3.杂化聚合法该方法是将溶液聚合法和固态加工法相结合，通过引入苯环单体等杂化剂，使聚合反应更为充分，制备出较高分子量的UHMWPE。
二、超高分子量聚乙烯的应用由于UHMWPE具有极高的分子量和热稳定性，以及优异的力学性能和生物相容性，因此在众多领域有着广泛的应用。
1.医疗领域UHMWPE在医疗领域中用于制备关节假体和人工心脏瓣膜等医疗器材，其高分子量和生物相容性能够满足这些器材的高要求。
2.工业领域UHMWPE在工业领域中主要应用于输送机械、轻工机械、造纸机械等设备的轴承、轮套、拉杆、齿轮等零部件中，以提高机械零件的耐磨性、耐腐蚀性和耐疲劳性。
3.防护领域UHMWPE在防护领域应用广泛，如制备高强度的防刺防割服装、防护盾、防弹装备等，其超高的分子量和良好的力学性能能够有效保护人身安全。
4.航空航天领域UHMWPE在航空航天领域中用于制备高速飞机的结构材料、降落伞、太空服等，其超高分子量和热稳定性能够满足极端环境下的工作要求。
5.汽车工程领域UHMWPE在汽车工程领域中用于制备制动片、导向轮、变速器齿轮等汽车零部件，以提高汽车的耐磨性、降低噪音等级、延长使用寿命。
三、超高分子量聚乙烯的未来发展趋势目前，国内外对UHMWPE的制备、性能以及应用等方面都深入研究，为其在更多领域中的应用打下了坚实基础。
未来，随着技术的不断发展和材料需求的提高，UHMWPE的研究方向将主要集中在以下几个方面：1.分子结构精细化设计为了进一步提高UHMWPE的力学性能、热稳定性以及生物相容性等方面的性能，需要对其分子结构进行逐步精细化设计，通过各种方法将其性能提高到更高的水平。
超高分子量聚乙烯在机械制造领域的应用研究
超高分子量聚乙烯在机械制造领域的应用研究超高分子量聚乙烯（Ultra-high molecular weight polyethylene，简称UHMWPE）是一种特殊的聚合物材料，具有优异的性能和广泛的应用前景。
本文将探讨UHMWPE在机械制造领域的应用研究，并分析其在该领域的优势和挑战。
一、UHMWPE的特性UHMWPE是一种超高分子量聚合物材料，具有以下主要特性：1. 高分子量：UHMWPE的分子量通常在100万到1000万之间，是常规聚乙烯的数倍甚至数十倍，使其具有出色的力学性能和耐磨性。
2. 高强度：尽管UHMWPE密度相对较低，但其强度却非常高，可与钢铁相媲美。
它拥有出色的抗拉强度和抗冲击性，在高强度载荷下仍能保持稳定。
3. 良好的自润滑性：UHMWPE表面具有良好的自润滑性，具有低摩擦系数和良好的耐磨性。
这一特性使其在机械制造领域中的润滑工作得以显著简化。
4. 良好的化学稳定性：UHMWPE对大多数化学品、溶剂和腐蚀物具有良好的抵抗能力，在恶劣环境下仍能保持良好的性能。
二、UHMWPE在机械制造领域的应用基于其独特的特性，UHMWPE在机械制造领域具有广泛的应用。
以下列举了几个常见的应用领域：1. 轴承和滑动元件：UHMWPE具有良好的自润滑性和低摩擦系数，使其成为制造轴承、滑动元件和轮胎等的理想材料。
它能够减少能量损耗、降低噪音、提高工作效率。
2. 运输设备部件：UHMWPE可以制造耐磨、耐腐蚀的输送带和滚筒，用于矿石、煤炭等物料的运输。
通过使用UHMWPE材料，可以延长设备的使用寿命，减少维护和更换成本。
3. 导向元件：UHMWPE的高强度和自润滑性使其成为制造导向元件的理想选择。
它广泛应用于链条、导轨、链轮等机械部件，提供平稳、可靠的导向功能。
4. 制造工具和模具：UHMWPE可以制造切削工具、模具和挤压模等，应用于金属加工、塑料加工等制造过程中。
其优异的耐磨性和化学稳定性保证了制造过程的高效和质量。
超高分子量聚乙烯在风能领域的应用技术创新
超高分子量聚乙烯在风能领域的应用技术创新超高分子量聚乙烯（Ultra-high molecular weight polyethylene, UHMWPE）是一种特殊的聚合物材料，在风能领域具有广泛的应用前景。
其独特的性能和优越的机械特性使得UHMWPE成为一种重要的材料选择。
本文将探讨UHMWPE在风能领域的应用技术创新。
一、UHMWPE的特性及其在风能领域中的价值UHMWPE具有出色的耐磨性、低摩擦系数、高冲击韧性以及优异的化学稳定性。
这些特性使得UHMWPE在风能领域中具有广泛的应用前景。
首先，UHMWPE的耐磨性能出众。
在风能领域中，叶片是关键部件之一，往往由于长时间的运转而受到磨损，降低了整个风力发电系统的效率。
而使用UHMWPE材料制造叶片，可以大大提高其耐磨性能，延长使用寿命。
其次，UHMWPE具有低摩擦系数。
在风力发电系统中，转子轴承的摩擦是一个重要的问题。
传统材料摩擦系数较高，容易造成能量损失和部件寿命的缩短。
而采用UHMWPE材料制造轴承，可以有效降低摩擦系数，减少能量损失。
此外，UHMWPE材料还具有优异的化学稳定性，能够抵抗大多数化学腐蚀物的侵蚀，适应恶劣的环境条件。
这一特性为风能设备的长期使用提供了可靠的保障。
二、UHMWPE在风能领域中的应用技术创新1. 叶片材料的创新传统风力发电叶片主要采用玻璃纤维增强塑料（FRP）制造，虽然性能较好，但存在材料疲劳、韧性不足等问题。
借鉴UHMWPE的优异性能，可以将其作为叶片的新材料。
采用UHMWPE材料制造的风力发电叶片具有更高的耐磨性能和冲击韧性。
同时，其轻质化的特性也能够减轻叶片本身的重量，提高整个风力发电装置的效率。
通过改进叶片材料，可以提高风力发电系统的可靠性和稳定性。
2. 轴承材料的创新传统风力发电系统中的转子轴承通常采用钢材制造，但钢材的密度相对较高，在高速旋转运动中摩擦损耗较大。
而使用UHMWPE材料制造轴承，可以降低摩擦损耗，提高转子的旋转效率。
我国超高分子量聚乙烯的应用及研究现状
我国超高分子量聚乙烯的应用及研究现状1 概述超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是一种线形结构的热塑性工程塑料，其黏均分子量150×104、重均分子量300×104以上，无毒、不易吸水、不易黏附、无表面吸引力，力学性能和化学性能独特，抗冲击、耐磨损、耐化学药品腐蚀、自润滑，因此，UHMWPE的应用领域广阔，从民用鼠标垫、电池隔膜、劳保防护用品、地铁高架桥的轨下垫板，工业用管材、齿轮，医疗用关节衬垫、组织支架，到军工用防弹装备等，不胜枚举。
由于UHMWPE高端产品大多用于军事用途和高科技领域，发达国家和少数几个掌握核心技术的公司对UHMWPE催化剂的制备技术严格保密。
目前文献报道的大多以改进的Ziegler-Natta催化剂为主[1-3]。
近年来，国内UHMWPE发展很快，其催化剂制备技术也得到了长足的发展。
2016年，全球UHMWPE的产能约20万吨/年，主要生产企业有德国泰科纳、美国蒙特尔、荷兰帝斯曼、日本东洋纺公司和三井化学公司等，需求量约18万吨，预计未来年需求增长率为5.9%。
2016年，中国UHMWPE的产能约10万吨/年，主要生产企业有泰科纳工程塑料公司、山东爱迪高分子材料有限公司、宁波大成新材料股份有限公司、上海联乐化工科技有限公司、湖南中泰特种装备有限责任公司等。
国内对UHMWPE的需求量约6.6万吨，预计未来年增长率达14.9%左右。
尽管UHMWPE具有优异的性能，但是受分子量大、分子链间缠绕以及分子间力的影响，黏度极高，临界剪切速率很低，因此，其流动性和耐应力较差，易开裂，且其制品的成型加工尤为困难。
长期以来，我国UHMWPE成型技术及其装备比较落后，与先进国家的差距较大。
随着我国化工行业规模的扩大，以及国内对UHMWPE制品应用领域的拓展，尽快解决UHMWPE 制品加工技术实现高效率、高产量的工业化连续生产，是我国化工领域亟需解决的一个难题。
2 UHMWPE在各应用领域的研究现状2.1 UHMWPE纤维UHMWPE纤维是继碳纤维、芳纶纤维之后出现的高性能纤维，是20世纪70年代末研制成功并于80年代初进入产业化的。
超高分子量聚乙烯开发应用浅析
超高分子量聚乙烯开发应用浅析超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)是一种新型热塑性工程塑料，它的分子结构和普通聚乙烯完全相同，普通聚乙烯的分子量一般在4 万-12万，而超高分子量聚乙烯可达到100万-400万。
随着分子量的大幅度升高，树脂的某些性能会发生突变，比如耐磨性佳;抗冲击性强，而且在低温时抗冲击强度仍保持较高数值; 自润滑性好等。
UHMW-PE可以取代碳钢，不锈钢，青铜等，用于纺织，造纸，食品机械，运输，陶瓷，煤炭等领域。
目前，世界上超高分子量聚乙烯年生产能力为8万吨。
我国UHMW-PE年生产能力为1万吨。
世界上UHMW-PE生产及应用至今已有30多年的历史。
近10年随着加工技术的不断发展，其产量和消费量不断增长:1989年消耗量为5。
0万吨，1995年市场销售量达到6万吨。
蒙特尔是世界UHMW-PE主要生产商，它在北美有一家年生产能力为1。
6万吨的工厂，1997年其年产能力从1。
6万吨增至2。
7万吨。
目前，蒙特尔在北美拥有47%的市场份额，在其它地区的销售量不是很多。
该公司目前研究与开发重点集中在现有产品改性方面。
荷兰DMS公司和日本三井公司的UHMW -PE生产规模都比较小。
除生产常规牌号外，还提供特殊牌号(如注射成型牌号，纤维牌号和超细UHMW-PE)。
1997年，国际市场UHMW-PE需求量约为6万吨，其中，北美占56%，西欧占34%。
与北美及西欧良好的开发市场相比，UHMW-PE 在亚洲的消费量很小，仅占10%。
在亚洲各国中，日本年消费量最大，约为2000 吨。
国内于70年代末开始研制超高分子量聚乙烯。
当时的研究单位有上海高桥化工厂，安微化工研究院，广州塑料厂等，但皆因技术不过关，树脂分子量只能达到150万左右。
北京助剂二厂在年产8000吨低压聚乙烯装置上生产超高分子量树脂，产量从1000吨逐年增加，目前该厂年生产能力已达1万吨。
该厂把研究与开发重点放在改进产品质量方面。
目前其产品的内在质量(如分子量，堆密度，抗张强度，断裂伸长率等)可达到日本三井240M，340M和德国赫司特公司GUR432牌号水平。
超高分子量聚乙烯的制备与应用研究
超高分子量聚乙烯的制备与应用研究超高分子量聚乙烯（Ultra high molecular weight polyethylene，简称UHMWPE）是一种具有极高分子量的聚乙烯材料。
它的分子量通常高达100万或以上，因此具有非常好的物理性质和化学稳定性。
近年来，它得到越来越广泛的应用，尤其是在医疗健康领域。
在这篇文章中，我们将讨论UHMWPE的制备方法和应用研究进展。
一、UHMWPE的制备UHMWPE是一种高分子材料，由于其分子量非常高，通常需要采用特殊的制备方法。
目前的制备方法主要有两种：GUR法和拉伸扭转法。
1. GUR法GUR法是通过化学聚合反应将聚乙烯分子聚合成UHMWPE。
首先，在高温、高压、氢气催化下，将聚乙烯聚合成高分子量的聚乙烯预聚物。
接着，使用特殊的物理处理方法将预聚物转化为UHMWPE。
GUR法制备的UHMWPE具有极高的分子量和材料的稳定性。
但相对于其他制备方法，生产成本较高。
因此，它通常被用于高端应用领域。
2. 拉伸扭转法拉伸扭转法，顾名思义，是通过在高压、低温的条件下使用高速旋转的环形器，在聚乙烯分子中形成了链的双螺旋结构。
这种结构使得UHMWPE聚合物的分子量特别高，能够达到100万以上。
和GUR法相比，拉伸扭转法的制备成本较低，且适用于批量生产。
它是制备UHMWPE的常见方法之一，被广泛应用于各种场合。
二、UHMWPE的应用1. 医疗领域UHMWPE在医疗领域中的应用主要是作为关节置换术中使用的材料。
人工关节置换术是一种常见的手术，可以帮助骨科患者恢复正常的运动功能。
作为人工关节的配件，UHMWPE材料不仅具有高度的生物相容性和良好的耐磨性和耐腐蚀性，还解决了由于金属或其他材料接触引起的损伤、腐蚀和热分解问题。
2. 航空航天领域UHMWPE材料在航空航天领域也有广泛应用，可以用于制造轻量化的部件、结构件和零部件。
航空航天领域对广泛的材料要求较高，需要具有高强度、高耐磨、高温、耐久等特点。
- 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)。
超高分子量聚乙烯具有优良的抗水性能, 几乎不吸水, 其吸水率在工程塑料中是最小的。其耐冲击 性能也是目前工程塑料中最高的, 比以耐冲击性能著称的聚碳酸酯还要高 3~ 5 倍。由于超高分子量聚
收稿: 2011- 11- 04; 修回: 2011- 11- 17; 作者简介: 黄安平( 1979- ) , 男, 工程师, 从事聚烯烃催化剂方面的研发工作; E- mail: huang anping@ petr ochina. com. cn.
表 4 国内 UHMWPE 管材的性能
Table 4 Domestic perf ormance of UHMWPE pipe
项目
密度, g/ cm3 拉伸强度, MPa 冲击强度, kJ/ m 2 压缩强度, MPa
表 1 UHMWPE 与其它工程塑料性质对比
Table 1 Characteristic Comparison of UHMWPE and other engineering plastic
密度, g/ cm 3 抗张强度, kg/ cm 2
断裂伸长率, % 抗冲击强度, kJ /m 2
布氏硬度, D 动磨擦系数 吸水率, %
产基地, 目前 T ICONA 的总产能已达到 9 万吨/ 年; 美国的蒙特尔公司是世界第二大生产商, 产能约为 21 7 万吨/ 年, 占有北美 47% 的市场份额。荷兰 DSM 和日本三井化学生产规模相对较小, 除生产常规牌
号外, 还提供特殊牌号的超高分子量聚乙烯产品。世界主要的超高分子量聚乙烯生产厂家见表 2。
2010 11 11 11 5 01 4
总体来说, 国内超高分子量聚乙烯市场供需还存在一定的缺口, 随着应用领域的不断开发和新技术 水平的不断增长, 预计到 2015 年国内超高分子量聚乙烯的市场需求量将会达到 51 0 万吨/ 年。
除了在板材、型材和管材等主要的使用领域不断扩展之外, 值得一提的是, 在超高分子量聚乙烯纤维 领域, 近年来发展十分迅速, 市场占有率逐年增加。自美国发生/ 91 110恐怖事件后, 防弹衣等防护类产品 的需求量急剧增加。目前, 欧美和日本在超高分子量聚乙烯纤维的用途结构方面有一些差异, 欧美主要 用于防弹衣和武器装备, 占总用量的 60% ~ 70% , 其次为缆绳、渔网和劳动防护用品等; 日本主要用于缆 绳、渔网和劳动防护用品。
国内超高分子量聚乙烯近年来发展很快, 超高分子量聚乙烯催化剂制备技术也得到了长足的发展, 目前能看到的文献报道的技术大多是用改进的 Ziegler- N att a 催化剂为主[ 8~ 10] 。
值得一提的是, 有报道称日本旭化成公司最近已开发出以茂金属催化剂为基础的超高分ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ量聚乙烯 催化剂, 并开始向市场发展[ 11] 。
# 128 #
高分子通报
2012 年 4 月
乙烯分子结构以直链为主, 具有超拉伸取向必备的结构特征, 其拉伸强度高达 3~ 31 5GPa, 拉伸弹性模量 高达 100~ 125GP a。
超高分子量聚乙烯还具有优良耐化学药品性, 在一定温度、浓度范围内能耐各种腐蚀性介质及有机 溶剂。优良的耐低温性能, 在冰点以下也具有良好的冲击强度, 最低使用温度可以达到- 269 e 。另外, 超高分子量聚乙烯还具有良好的不粘性、无毒、优良的电气绝缘性能、比 H DPE 更好的耐疲劳性及耐 C射线能力等[ 5] 。
产能( 万吨/ 年) 91 00 21 70 11 00 01 45 21 00 01 4 01 2 01 4 01 72 161 87
国内目前超高分子量聚乙烯产能超过 3 万吨/ 年, 主要生产企业有北京东方石油化工有限公司、上海化 工研究院、齐鲁化工研究院、无锡富坤化工有限公司、安徽省特佳劲精细化工有限公司等。其中北京东方石
2 超高分子量聚乙烯的发展
1957 年美国联合化学公司采用 Zieg ler- Nat ta 催化剂首先制备出 UH M WPE, 随后由德国 H oechst 公司于 1958 年将其实现商品化。之后, 美国 H ercules 公司和日本三井石油化学工业股份有限公司相继 从树脂销售, 逐步转向 U H MWP E 的生产, 并着力开拓其应用领域。随着应用领域的开发和新技术水平 的不断提高, 超高分子量聚乙烯的应用范围不断扩展, 需求也再不断增大。
国内超高分子量聚乙烯应用起步较晚, 起点较高, 近年来发展很快, 年增长率达到 30% , 主要用于生 产板材、型材和异型材, 这部分需求占总需求量的 50% 以上。工业管材约占 20% , 纤维占 15% , 滤材约占 10% , 其它占 5% 。近年来国内超高分子量聚乙烯消费情况见表 3。
表 3 近年来国内超高分子量聚乙烯消费情况
关键词: 超高分子量聚乙烯; 性能; 生产; 应用
引言
超高分子量聚乙烯( UH M WP E) 一般是指相对分子质量在 150 万以上的聚乙烯产品, 由于具有很多 优异的性能, 在国民经济的各个领域中发挥着重要的作用, 被称为/ 奇异的塑料0[ 1] 。
1 超高分子量聚乙烯的性能
超高分子量聚乙烯是一种线性结构的具有优良综合性能的工程塑料。大分子主要由亚甲基组成, 分子链 上基本不含极性基团[ 2~ 4] , 分子结构上没有支链和双键等。这赋予了超高分子量聚乙烯具有其它常规分子量 聚乙烯所不具备的优越的机械性能, 超高分子量聚乙烯与其它工程塑料性能比较见表 1。超高分子量聚乙烯耐 磨性位居塑料之首, 比碳钢、黄铜还耐磨数倍, 其耐磨性能是普通聚乙烯的数十倍以上, 而且随着分子量的增 加, 其耐磨性能也会进一步提高。摩擦系数也比其它工程塑料小, 可以与聚四氟乙烯相媲美, 是理想的润滑材 料, 由于其良好的耐磨性能和润滑性能, 超高分子量聚乙烯在人工关节方面得到了广泛应用。
由于现阶段很多超高分子量聚乙烯高端产品都用于军事用途和高科技领域, 发达国家和少数几个掌 握核心技术的公司对超高分子量聚乙烯催化剂的制备技术严格保密, 国内外对于超高分子量聚乙烯催化 剂制备方面的报道很少。近年来随着超高分子量聚乙烯民用方面用途的扩展, 超高分子量聚乙烯催化剂 方面的专利数量有所上升, 但总体来说数量仍然较少。国外的赫彻斯特股份公司和三星综合化学株式会 社都再国内申请了专利, 基本上都是用改进后的传统催化剂制备超高分子量聚乙烯产品, 利用催化剂组 分的改变和聚合工艺的优化调节聚合物性能[ 6, 7] 。
表 2 世界主要超高分子量聚乙烯生产厂家
Table 2 Major manuf acturers of UHMWPE in the world
国外企业 国内企业
合计
公司名称 德国 T ICONA 公司
美国蒙特尔 荷兰 DSM 日本三井化学 北京东方石油化工有限公司 上海化工研究院 齐鲁化工研究院 无锡富坤化工有限公司 安徽省特佳劲精细化工有限公司
# 130 #
高分子通报
2012 年 4 月
模具和强力牵引装置, 成功解决了 U H MWP E 连续挤出困难的技术难题, 开发出一套完整的、在各种特
殊使用条件下对 UH M WP E 进行改性的生产技术工艺。该工艺具有提高管材强度( 强度可提高 30% 左 右) , 减少管材的壁厚( 同等压力条件下, 壁厚可减小 10% ) , 降低成本, 节约资源的优势[ 15] 。国内采用单 螺杆挤出的 UH MWP E 管材的性能如表 4 所示。
3 国内外超高分子量聚乙烯的生产情况
目前, 国内外超高分子量聚乙烯的总生产能力约为 17 万吨/ 年, 其中国外约 13 万吨/ 年, 主要的生产 厂家有德国的 T ICONA、美国的蒙特尔、荷兰的 DSM 和日本的三井化学等。其中德国的 T ICONA 产量
最多, 是领先世界的制造商, 在德国的欧伯豪森、美国的德克萨斯州的毕晓普以及中国南京等地都设有生
据不完全统 计, 现阶段我国的超高 分子量聚乙烯纤维生产厂家已发展到 20 家左右, 总产能达到 6000 吨以上。随着我国超高分子量聚乙烯纤维规模化工业的日益成熟, 加上生产成本和产品价格的下 降, 必将带动其在国防和民用领域的研究和发展, 社会需求量也将会保持持续增长。另外, 由于发达国家 对用于军事用途的超高分子量聚乙烯纤维制造加工技术严格的技术封锁, 发展超高分子量聚乙烯纤维对 我国国防建设和军事供给也有不同寻常的战略意义[ 1 2] 。
压制- 烧结是超高分子量聚乙烯加工最早采用、也是最普遍的方法。国外主要采用柱塞挤压机生产 U H M WP E 板、棒、管及各种型材[ 13] 等。近年来, 国内也研制出柱塞挤压成型技术。柱塞式挤出成型过 程是将粉料加入进料室, 经加热熔融塑化后, 在柱塞压力作用下使熔融物料通过挤出机口模挤出、冷却, 从而获得所要求的断面形状制品的过程。该方法成型过程中无剪切作用, 制品质量较好[ 14] 。
Table 3 Domestic consumption status of UHMWPE in recent years
产量( 万吨) 需求量( 万吨) 进口量( 万吨)
2006 01 54 01 8 01 3
2007 01 76 11 0 01 2
2008 01 85 11 1 01 3
2009 01 98 11 3 01 3
螺杆技术工艺主要用于生产管材、板材等产品。1994 年, 北京化工大学塑料机械及塑料工程研究所 研制出 45mm 型 UH M WP E 专用螺杆挤出机工业化机组, 并成功制得 110mm @ 4mm 和 110mm @ 6m m 两种型号的管材。兰州西部管业有限责任公司特制的带有止断槽料筒的挤出机以及非中心出料的
第4期
高分子通报
# 129 #
油化工有限公司产能约为 2 万吨/ 年, 是世界第三大的生产厂家, 是目前国内最主要的超高分子量聚乙烯生 产厂家, 也是国内规格牌号最齐全的厂家, 在国内占据主导地位, 其产品大部分都出口到其它国家和地区。
4 国内外对超高分子量聚乙烯的市场需求