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超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)

来源:peek板供应商  作者:煌业塑胶
  超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)的发展十分迅速,20世纪80年代以前,世界平均年增长率为8.5%,进入20世纪80年代以后,增长率高达15%~20%。而我国的平均年增长率在30%以上。1978年世界消耗量为12 kt~12.5 kt,而到1990年世界需求量约5万t,其中美国占70%。2007~2009年我国逐步成为世界工程塑料工厂,UHMW-PE产业发展更是十分迅速。
  辨别方法
  UHMW-PE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、耐老化性能强,所以在辨别真假UHMW-PE时,一定要注意它的这几项特性,具体辨别方法如下:
  (1)称重法。纯UHMW-PE制成的产品的密度在0.93~0.95 g/cm3之间,密度较小,能浮于水面。如果不是纯正的PE材料,将会沉入水底。
  (2)测量温度法。纯正的UHMW-PE产品,在200℃时是不会熔化, 不会变形,但会变软。如果不是纯正的UHMW-PE材料在200℃时是会有变形的。
  (3)目视方法。真正的UHMW-PE表面平整、均匀、光滑而且切面密度非常均匀,如果不是纯正的PE料色泽暗淡而且密度不匀。
  (4)边缘测试法。纯正的UHMW-PE翻边端面圆润、均匀、光滑,如果不是纯正的PE材料翻边端面有裂纹,且在加热后翻边时会出现掉渣现象。
  成型加工
  由于UHMW-PE熔融状态的黏度高达108 Pa·s,流动性极差,其熔体流动速率(MFR)几乎为零,所以很难用一般的机械加工方法进行加工。UHMW-PE的加工技术得到了迅速发展,通过对普通加工设备的改造,已使UHMW-PE由最初的压制-烧结成型发展为挤出、吹塑和注射成型以及其它特殊方法的成型。
  一般的成型加工方法:
  1.压制烧结
  (1)压制烧结是UHMW-PE最原始的加工方法。此法生产效率最低,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)超高速熔结加工法,采用叶片式混合机,叶片旋转的最大速度可达150 m/s,使物料仅在几秒内就可升至加工温度。
  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。
  20世纪60年代大都采用柱塞式挤出机,20世纪70年代中期,日本、美国、西德等先后开发了单螺杆挤出工艺。日本三井石油化学公司最早于1974年取得了圆棒挤出技术的成功。我国于1994年底研制出Ø45型UHMW-PE专用单螺杆挤出机,并于1997年取得了Ø65型单螺杆挤出管材工业化生产线的成功。
  3.注塑成型
  日本三井石油化工公司于1974年开发了注塑成型工艺,并于1976年实现了商业化,之后又开发了往复式螺杆注塑成型技术。1985年美国Hoechst公司也实现了UHMW-PE的螺杆注塑成型工艺。我国1983年对国产XS-ZY-125A型注塑机进行了改造,成功地注射出啤酒罐装生产线用UHMW-PE托轮、水泵用轴套,1985年又成功地注射出医用人工关节等。
  4.吹塑成型
  UHMW-PE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。UHMW-PE吹塑成型还可导致纵横方向强度均衡的高性能薄膜,从而解决了高密度聚乙烯(PE-HD)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。
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