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超高分子量聚乙烯管道,高科技就在你身边

【摘要】:

超高分子量聚乙烯


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,聚合而成的平均分子量大于150万的热塑性工程塑料。


超高分子量聚乙烯是综合性能十分优异的热塑性工程塑料,其耐磨性能超群、摩擦系数极低、耐腐蚀性突出,可与“塑料王”——聚四氟乙烯媲美,应用范围广泛。但由于其熔体粘度很高(高达109Pa*s),流动性极差(熔融指数为零)加热时处于高粘弹态,加工性能的超高难度极大的限制了它的应用。

自六十年代末问世以来,由于其多种优异性能,而受到广泛的关注,但是由于其特殊的难加工性,而限制了它的开发应用。 

七十年代末,发达国家如日本、美国、德国等的研究机构和大公司开始实现产业化。从而揭开了超高分子量聚乙烯大规模应用的序幕。随着各国不断加大研究力度,逐渐发展出了烧结、柱塞挤出、螺杆挤出以及注塑等成型方法,为大规模应用超高分子量聚乙烯奠定了基础。 


我国于六十年代末也相继有上海高桥、广州塑料厂和北京助剂二厂投入生产。 

材料特性

同众多的聚合物材料相比,UHMWPE具有磨擦系数小,磨耗低、耐化学药品性优良、耐冲击、耐压性、抗冻性、保温性、自润滑性、抗结垢性、耐应力开裂性、卫生性等优良特性。完全卫生无毒,可用于接触食品和药物,密度在所有工程塑料中最小,比聚四氟乙烯轻56%。 


磨擦系数为0.07-0.11,相当于冰-冰之间的磨擦,用于管材表现出极高的自润滑性和抗结垢性,可以显著节省输送能耗。抗磨耗性居塑料之首,是塑料的5-7倍,钢管的7-10倍,黄铜管的27倍。抗冲击强度高,尤其是低温抗冲击性优异,是目前已知塑料中最高的; 


优异的化学稳定性;除极少数溶剂对其有腐蚀性外,常见的无机、有机酸、碱、盐和有机溶剂对这种材料都没有腐蚀性。超高分子量聚乙烯在化学稳定性上类似于聚四氟乙烯,是一种惰性材料。优异的抗老化性能,在自然日照条件下,超高分子量聚乙烯的老化寿命为50年。


管材特性

1、很好的抗应力开裂性能——通过试验比较UHMWPE管的抗应力开裂性能为普通HDPE管的200倍。 

2、强耐内压性能——同等条件下UHMWPE管与交联聚乙烯管、铝塑复合管相比,其抗内压性能最好。 

3、好的耐低温性 ——低温达到-196℃仍能保持一定的韧性

4、高耐磨性

5、耐腐蚀性强——施工中不需涂刷防腐涂料。 


6、低粘附高润滑性——摩擦系数仅为0.07—0.11 ,相当于冰—冰之间的摩擦

7、高抗冲击性——其冲击强度是尼龙66的10倍,聚氯乙烯的20倍,聚乙烯的4倍,特别是在低温环境,其冲击强度反而达到最高值

8、化学稳定性强——可以输送各种有腐蚀性的介质及有机质。 


9、卫生无毒——可直接接触食品

10、密度小质量轻

11、经济性好

加工难点

1、不能在普通螺杆挤出机加工生产

2、熔体粘度高(高达109Pa*s)、流动性极差(熔融指数为零)、加热时处于高粘弹态

3、熔体易包住螺杆一起旋转,形成“料塞”

4、临界剪切速率很低,熔体易破裂导致表面裂纹

5、成型温度范围窄,易氧化降解

6、粉料打滑不易进料


生产方式

需利用特制的管材挤出机组

间歇式压制烧结或柱塞推压方法

生产设备

目前UHMWPE管的成型加工主要有两种不同类型的机组:

柱塞挤出成型机组