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注塑级UHMWPE颗粒状
  • 产地:金世祥
  • 价格: ¥26/千克
  • 发布日期: 2018-04-03
  • 更新日期: 2024-03-29
产品详请
特性级别 标准级|||耐老化|||高强度|||高滑动|||
牌号 U2000
加工级别 注堕级|||
厂家(产地) 金世祥
用途级别 通用级|||

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。

产品参数

性能项目试验条件[状态]测试方法测试数据数据单位
物理性能密度23℃GB/T 1033-20000.945g/cm3
熔体流动速率230℃/5 kgGB/T 1033-20002.0g/10min
机械性能拉伸强度10mm/minGB/T 1040-9228MPa
断裂伸长率10mm/min GB/T 1040-92≥800%
弯曲强度2mm/min GB/T 9341-200012MPa
弯曲模量2mm/min GB/T 9341-20001200MPa
悬臂梁缺口冲击强度23℃,3.2mmGB/T 1043-9365kJ/m2
热性能热变形温度0.45MPa,6.4mmGB/T 1634-200485 ℃
脆化温度

<-70
其它磨耗率23 ℃砂浆法0.15%
表面硬度23 ℃邵氏法D67D
加工性能

普通注塑机


1.性能

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。

 

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。

 

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*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。

 


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。

 

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*,因而噪声阻尼性能很好,具有优良的削音效果。

 

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。

 

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。

 

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*的PTFE,因而制品表面与其它材料不易粘符。

 

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。

 

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/%

PTFE

2.12

56

POM

1.41

33

PBTP

1.31

30

PC

1.20

22

PA

1.02—1.14

8—18

UHMWPE

0.94


表2 UHMWPE 与其它工程塑料密度比较

 

 

拉伸强度

由于UHMWPE具有朝拉伸取向*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*的,比碳纤维大4倍,比钢丝大10倍,比芳纶纤维大50%。

 

 

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。

 

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制造纺织机械零件,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。

 

 

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,可用于滑冰、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*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。

 

 

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、农药容器以及用于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。

 

 

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、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膝关节,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。

 

 

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。

成型注意事项:

UHMWPE【加工】

 UHMWPE熔融时具有极高的粘弹性,而且临界剪切速率极低,使其融合在一起需要很高的压力,因此目前成型加工方法仅限于模压烧结、挤出成型、注射成型、吹塑成型这几种方法。

 

1、模压烧结法

  UHMWPE的模压烧结成型与聚四氟乙烯的粉末烧结成型基本相似,即将树脂原料装进金属模具中,在室温下加压,制成一定密度和强度的压缩物,然后再加热加压烧结而成。

  模压烧结法的工艺条件为:UHMWPE的平均粒径在300微米以下,室温下模具的压力为42兆帕,保压3分钟,然后以80℃/小时的速率升温,加热至160℃,保温4小时,降温冷却。若在氮气中进行,则可烧到200℃,时间1.5小时。

  还可在配方中添加30%体积的填料进行改性,如石墨粉、金属粉、石棉粉、玻璃粉、聚四氟乙烯粉等。

  影响制品性能的工艺参数有:烧结温度、烧结压力、烧结时间、冷却速度等。其中冷却速度快时,得到的制品柔软、冲击强度、耐屈折性能、透明性较好,但弯曲强度,耐磨性能降低,这点应注意制品的综合性能平衡。

 

2、挤出成型法

  在60年代,大都采用柱塞式挤出机,其优点是结构简单、挤出压力大,缺点是物料混炼效果差,制品性能大大下降。 70年代后,开始采用单螺杆挤出机及双螺杆挤出机进行UHMWPE的成型加工。

  单螺杆挤出机,直径65毫米、长径比25,驱动功率25千瓦、螺杆转速60转/分、挤出速度15-120毫米/分(制品直径小的,挤出速度大)、料筒加热温度200-260℃,口模温度110—240℃,冷却套温度85℃。

  双螺杆挤出机,一般采用同向双螺杆,螺槽深度大,螺杆转速要控制在10—15转/分,挤出温度为180—200℃,制品性能好,但挤出功率消耗较大。

 

3、注射成型法

  同挤出成型一样,除对树脂、注射机有特殊要求外,在模具的设计、材质、加工精度也要有相对应的措施才行。多采用柱塞式注射机。也有用螺杆式注射的,其工艺条件如下:

  注射压力:一次压力120兆帕,二次压力30-50兆帕,螺杆转速40-60转/分、螺杆背压10-15兆帕、物料温度180-220℃、模具温度85-110℃、惰性气体采用氮气。

  目前已研制出高速高压系统注射机,适于加工UHMWPE,*注射压力289.6兆帕,*注射量420-750立方厘米,可成型250万分子量的UHMWPE。

 

4、吹塑成型法

  目前生产了大型中空容器吹塑成型机,适于成型UHMWPE,其螺杆直径为120一150毫米,长径比22—24、挤出量为200-360公斤/小时,口模直径300-500毫米、锁模力500-900千牛顿、模板尺寸1200 X 1400毫米、*行程1.8—2米、电机输出功率50-150千瓦。

  这种设备多采用环形柱塞式贮料缸,易更换原料、热效率也高,但易产生熔接痕和型坯波动等问题。添加一定量的有机硅可以提高吹塑的生产率。

  另外据报道,在UHMWPE中添加10%体积的磁铁粉可以提高树脂的加工性能。