超高分子量聚乙烯管道，高科技就在你身边

2021-09-15 00:00

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

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