宁津鸿宝化工对超高分子量聚乙烯的研究现状VIP免费

宁津鸿宝化工对超高分子量聚乙烯的研究现状超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是指分子量在100万～500万以上的线型结构聚乙烯,与普通聚乙烯具有相同的分子结构。但UHMWPE由于其巨大的分子量,使之具有一些普通PE、其它工程塑料和一些金属材料所不及的优异的综合性能。为此,本文阐述了超高分子量聚乙烯的基本性能,介绍了主要的成型加工方法及其在各方面的应用情况。UHMWPE具有其它工程塑料无可比拟的耐磨性、耐冲击性、耐腐蚀性和自润滑等综合性能,被称为“惊异的塑料”。1UHMWPE的基本性能超高分子量聚乙烯一般是指相对分子质量在100万以上的聚乙烯,德国生产的超高分子量聚乙烯相对分子质量早已高达1000万以上。超高分子量聚乙烯是一种新型工程塑料,虽然他的分子结构排列与普通聚乙烯完全相同,但由于它具有非常高的相对分子质量(普通聚乙烯的相对分子质量仅为2万～3万),则赋予他许多普通聚乙烯所没有的优异性能,是一种性能非常优异的新型工程塑料。它具有以下优点:(1)耐磨损非常卓越,砂浆磨损试验表明,比一般碳钢和铜等金属要耐磨数倍、比尼龙耐磨4倍;(2)冲击强度极高,比PA6和PP大10倍;(3)能吸收震动冲击和防噪声;(4)摩擦系数很低,远较尼龙及其他塑料为小,能自润滑;(5)不易粘附异物,滑动时有极优良的抗粘着特性;(6)耐化学腐蚀,病可屏蔽原子辐射;(7)工作温度范围可自-265℃到+100℃,低温到-195℃时,仍能保持很好的韧性和强度,不致脆裂;(8)无毒性、无污染、可再循环回收利用,和其他塑料相比有良好的热稳定性和不吸水性,能保持尺寸精度不变形;(9)成本低廉。因此在工程塑料中超高分子量聚乙烯是综合性能最佳的工程塑料,它几乎集中了各种塑料的优点。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。但它也有不足之处,如耐温性能差、硬度低、拉伸强度低以及阻燃性能差等。2UHMWPE的成型加工2.1普通加工技术2.1.1压制烧结压制烧结是UHMWPE最原始的加工方法。此法生产效率颇低,易发生氧化和降解。为了提高生产效率,可采用直接电加热法。2.1.2挤出成型挤出成型设备主要有柱塞挤出机、单螺杆挤出机和双螺杆挤出机。双螺杆挤出多采用同向旋转双螺杆挤出机。60年代大都采用柱塞式挤出机,70年代中期,日、美、西德等先后开发了单螺杆挤出工艺。2.1.3注塑成型2.1.4吹塑成型UHMWPE加工时,当物料从口模挤出后,因弹性恢复而产生一定的回缩,并且几乎不发生下垂现象,故为中空容器,特别是大型容器,如油箱、大桶的吹塑创造了有利的条件。UHMWPE吹塑成型还可导致纵横方向强度均衡的高性能薄膜,从而解决了HDPE薄膜长期以来存在的纵横方向强度不一致,容易造成纵向破坏的问题。2.2特殊加工技术2.2.1冻胶纺丝2.2.2润滑挤出(注射)润滑挤出(注射)成型技术是在挤出(注射)物料与模壁之间形成一层润滑层,从而降低物料各点间的剪切速率差异,减小产品的变形,同时能够实现在低温、低能耗条件下提高高粘度聚合物的挤出(注射)速度。产生润滑层的方法主要有两种:自润滑和共润滑。2.2.2.1自润滑挤出(注射)UHMWPE的自润滑挤出(注射)是在其中添加适量的外部润滑剂,以降低聚合物分子与金属模壁间的摩擦与剪切,提高物料流动的均匀性及脱模效果和挤出质量。外部润滑剂主要有高级脂肪酸、复合脂、有机硅树脂、石腊及其它低分子量树脂等。挤出(注射)加工前,首先将润滑剂同其它加工助剂一起混入物料中,生产时,物料中的润滑剂渗出,形成润滑层,实现自润滑挤出。2.2.2.2共润滑挤出(注射)UHMWPE的共润滑挤出(注射)有两种情况,一是采用缝隙法将润滑剂压入到模具中,使其在模腔内表面和熔融物料间形成润滑层;二是与低粘度树脂共混,使其作为产物的一部分。2.2.3辊压成型辊压成型是一种固态加工方法,即在UHMWPE的熔点以下对其施加一很大的压力,通过粒子形变,有效地将粒子与粒子融合。主要设备是一带有螺槽的旋转轮和一带有舌槽的弓形滑块,舌槽与螺槽垂直。在加工过程中有效地利用了物料与器壁之间的摩擦力,产生的压力足够使UHMWPE粒子发生形变。在机座末端装有加热支台,经过模口挤出物料。如将此项辊压装置与挤压机联用,可使加工过程连续化。2.2.4热处理后压制成型把UHMWPE树脂粉末在140℃～275℃之间进行1min～30min的短期加热,发现UH...