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超高分子量聚乙烯应用领域及特点分析

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超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是一种线型分子结构的具有优异综合性能的热塑性工程塑料,分子量高达150万以上。超高分子量聚乙烯主要有树脂和纤维两种形式。
 
 
  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。1975年荷兰发明了凝胶纺丝法,成功制备出了UHMWPE纤维,达到了工业生产的水准。2001年,超高分子量聚乙烯材料被科技部列入国家科技成果重点推广计划。2009年,国家发改委、科技部等单位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化重点领域项目。
 
  UHMWPE极高的分子量赋予其优异的使用性能,做为一种价格适中、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。
 
  辨别方法
 
  超高分子量聚乙烯(UHMWPE)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,在辨别其真假时,主要有以下两种辨别方法:
 
  1.比重法
  纯超高分子量聚乙烯制成的产品的比重在0.93-0.95之间,密度较小,能浮于水面。填加其它材料的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)产品,其比重将改变,将会沉入水底。
 
  2.温度法
  真正的纯超高分子量聚乙烯产品,在摄氏200度时是不会熔化的,不会变形,但会变软。如果不是纯正的超高分子量聚乙烯材料在摄氏200度时是会有变形的。
 
 
  应用领域
 
  超高分子量聚乙烯(UHMWPE)广泛应用于国民生产的各个领域,尤其是在军事领域的应用尤为突出。超高分子量聚乙烯直接制成绳索、缆绳、渔网和各种织物:防弹背心和衣服、防切割手套等,其中防弹衣的防弹效果优于芳纶,超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维的复合材料在军事上已用作装甲兵器的壳体、雷达的防护外壳罩、头盔等;体育用品上已制成弓弦、雪橇和滑水板等。
 
  1.机械领域
  纺织机械是UHMWPE最早应用的领域,早在1958年,代表包括: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。造纸机械是应用UHMWPE的第二个工业领域,早在1960年,代表:UHMWPE防磨条。
 
  机械领域的其他替代,应用范围包括:各种齿轮、凸轮、叶轮、滚轮、滑轮、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.运输领域
  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。
 
  石油输送:油田周围恶劣酸性土壤,海水和天然盐水的腐蚀,内部含硫石油的侵入,钢管的使用寿命很短,而且原油大多为高粘度,输送过程中容易沉积,特别是冬季,管道需要附设加热系统和保温层。聚乙烯管道不仅可以解决冬季保温问题,而且可大大提高输送效率与管道使用寿命。
 
  3.化工领域
  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.食品领域
  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。
 
  5.医疗领域
  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。
 
  6.电子及电学领域
  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。
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