超高分子量聚乙烯是一种新颖的工程塑料,具有许多独特的物理、机械及化学性能,耐磨性超过任何其他塑料,具有良好的生理惰性及抗冲击能力。其最大的优点是重量轻、能耗低、耐温好、电绝缘性能佳、抗开裂及抗反复疲劳强度高。尤其耐冲击、耐磨损、耐化学腐蚀、低摩擦系数、吸收冲击能综合性能为已知塑料的最高数值。
超高分子量聚乙烯工程塑料的出现已被国内外行家普遍认为是二十世纪十大科技成果之一
UHMWPE超高分子量聚乙烯棒的性能及特点
超高分子量聚乙烯(UHMWPE)简称超高,通常是指粘均分子量大于170万至700万的聚乙烯,与普通的高分子量聚乙烯比较,随着分子量的升高特别是超过170万以后,更显示出其特别优越的机械性能,尤其是耐磨耗、耐冲击、低摩擦系数、耐化学药品、吸收冲击能等综合性能优异而受到国内外行家的普遍关注与应用。近年来在电厂、钢铁厂、矿山、码头等行业逐步推广应用取得了较好的应用效果,在较大的范围内替代传统的不锈钢、高锰钢、耐磨铸铁、青铜、尼龙等材料,具有广泛的发展前景。
- 机械性能表一
指标名称 | 单位 | 型号 |
U01 标准型 | U02 超滑型 | U03 增强型 | U04 阻燃型 | U05 吸能型 |
密度 | g/cm3 | 0.94 | 0.96 | 1.00 | 0.98 | 0.95 |
拉伸强度 | Mpa | 40 | 35 | 42 | 37 | 23 |
伸长率 | % | 400 | 350 | 300 | 320 | 500 |
冲击强度 (V型缺口) | kg.cm/cm2 | 150 | 100 | 80 | 110 | 120 |
肖氏硬度 | | 65 | 64 | 68 | 66 | 640 |
摩擦系数 (塑对钢) | | 0.12 | 0.08 | 0.18 | 0.15 | 0.20 |
极高的耐磨性
超高分子量聚乙烯最引人注目的性能是具有极高的耐磨性,在目前已知的所有塑料中其耐磨性是最好的,分子量越大,材料的耐磨性和抗冲击性越高
- 极高的冲击强度
超高分子量聚乙烯冲击强度(缺口)>100kg.cm/cm2,特制产品冲击强度可达200kg.cm/cm2以上,是现有塑料中最耐冲击的一种工程塑料,常温的冲击强度可与耐冲击著称的聚碳酸酯媲美,在低温-40oC状况下仍有很高的抗冲击性能,甚至在液氮(-269oC)环境下仍保持其抗冲击能力,是其它工程塑料无法比拟的。宁波北仑港的30万吨级码头,南通外运码头护弦采用本公司分子量为400万的超高分子量聚乙烯的防冲贴面板,在全天候的条件下使用至今,取得了极好的使用效果。
超高分子量聚乙烯与其他工程塑料的冲击强度比较性能 | 单位 | 测试温度 | UHMWPE | PAE6 | POM | PC | PTFE | ABS |
冲击强度(缺口) | kg.cm/cm2 | 23oC | 不破坏 | 6-11 | 8-13 | 71-95 | 16 | 16-41 |
-40oC | 110-115 | 1-3 | 2 | 11-18 | 2-3 | …… |
超高分子量聚乙烯的摩擦系数小,为0.07-0.2,自润滑性能好,是一种理想的轴承、轴套、滑块及衬里材料,可以在没有润滑油的条件下,以滑动或转动形式工作,避免污染适宜食品工艺流程。由于表面活化能低,具有表面不粘结性能,可以防止物料的粘结。
摩擦系数表四
材料 | UHMWPE | PTFE | PA66 | ABS | PC |
摩擦系数 | 0.07-0.11 | 0.04-0.1 | 0.37 | 0.38 | 0.36 |
- 优良的耐化学腐蚀性
超高分子量聚乙烯化学稳定性很高,能耐各种腐蚀性的介质(酸、碱、盐)及绝大部分的溶剂侵蚀,本公司用超高分子量聚乙烯制成耐腐蚀化工泵的泵体、叶轮经测试均达到国外同类产品水平。 - 吸收冲击能
超高分子量聚乙烯具有很强的吸收冲击能和消声能力,尤其是分子量达到450万时是回弹性最佳材料,因此在玻璃瓶装,铝罐罐装流水线或金属链等领域中应用 - 吸水率
超高分子量聚乙烯吸水率极低,几乎不吸水。因此,其物理机械性能与使用的工况条件中的湿度因素无关。
吸水率比较表五材料 | UHMWPE | PA66 | PC | POM | ABS | PTFE |
吸水率% | <0.01 | 1.5 | 0.15 | 0.25 | 0.20-0.45 | <0.01 |
热能性能
维卡软化点为134oC,长期使用温度90oC以下,在特殊情况下,允许在更高的温度下使用(如宝钢的除砂防撞冲击的应用就是在高温环境下作业的一个例子)。耐低温性能极佳,甚至可在超低温的液氮中使用,使用温度可达-269oC以下。
在20oC-100oC的线膨胀系数为1.5×10-4
- 电气性能
超高分子量聚乙烯在较宽的温度及频率范围内均有良好的电性能。
其电流电阻率>1015Ωcm表面电阻>1013Ω电介质强度为900KV/cm因此,适宜作电器工程的结构材料。 - 其他性能
超高分子量聚乙烯无味、无毒,具有生理惰性和生理适应性,美国食品与药品管理局(FDA)允许用于食品与药品接触的场合。
机械加工性能好,可用一般金属加工机床和工具,甚至可用于木工加工机床和工具进行加工。