概述:根据美国菲利普石油公司的划分方法,分子量在150万以上的聚乙烯称为“超高分子量聚乙烯”(UHMW-PE),他几乎集中了各种塑料的优点,具有普通聚乙烯和其他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,目前尚未有一种单纯的高分子材料兼有如此众多的优异功能。由于UHMW-PE分子量很高,几乎没有流动性,很难用普通塑料成型的方法加工管材。我公司与中科院化学研究所、北京助剂二厂共同开发研究,利用层状硅酸盐片层结构层间结合弱、刚度高、摩擦系数小、二维方向有增强作用等特点,通过聚合生产出UHMW-PE层状硅酸盐复合物。这种改性UHMW-PE在进一步熔体造粒时,在力场,温度均衡的作用下显著改善了UHMW-PE大分子的缠结,从而达到增加流动性和已于加工的目的,该管材不仅基本保持了UHMW-PE原有的性能,而且大大提高了应用领域。该产品于2002年通过了江苏省科技厅的技术鉴定,同年被列为江苏省火炬计划项目,2002年被评为江苏省高新技术产品。
应用及特点
超高分子量聚乙烯管材(UHMWPE)耐磨性居塑料之冠,是碳钢、不锈钢的3-7倍。摩擦系数低,自润滑,抗粘结,不结垢,降低物料的输送能量。冲击强度列塑料之首。冲击能吸收值在所有塑料中最高,且具消音性。化学稳定性好。优良的耐低温性。卫生无毒可接触食品和药物。可用于输送散物料:应用在粮食、饲料加工工业;油脂、酿酒工业;食品、医药工业;纺织、化纤工业;建材工业;化工工业;矿粉输送及电厂除灰。还可用于输送浆体:应用在采选矿、冶金行业、水煤浆工程;电厂冲灰;海湖盐化工;疏浚、排泥工程、流体、气体的输送;应用在建筑业;水处理;化学制药业;煤气工业;海水利用;船舶及石油化工。
1) 极高的耐磨特性
UHMW-PE制品的独特分子结构,使它具有极高的抗滑动摩擦能力。耐磨性高于一般的合金钢6.6倍,钢管的4-7倍;
2) 极高的耐冲击性
在现有的工程塑料中本产品的冲击韧性值最高,本产品按GB1843标准,进行悬臂梁冲击实验达到无破损;
3) 优良的化学稳定性
产品可以耐烈性化学物质的侵蚀,除对某些强酸在高温下有轻微腐蚀外,在其它的碱液、酸液中不受腐蚀;
4) 良好的自润滑性
由于本产品内含蜡状物质,且自身润滑很好。摩擦系数(196N,2小时)仅为0.219MN/m GB3960),因此不但能运动自如,且保护相关工件不磨损或拉伤;
5) 独特的耐低温性
本品耐低温性能优异,其耐冲击性、耐磨性在零下269摄氏度时基本不变。是目前唯一可在接近绝对零度的温度下工作的一种工程塑料;
6) 不易结垢性
本品由于摩擦系数小和无极性,因此具有很好的表面非附着性;
7) 耐环境应力开裂性
最优;弹性模量是PE100的1.5倍以上; 抗疲劳强度>50万次。
超高分子量聚乙烯管材性能指标:
序号 | 性能项目 | 技术要求 | 检测条件 | 指标值 |
1. | 短期静液压强度 (MPa) | 任性破坏时间≥100h | 20℃ 9.0 | 未破、未漏 |
2. | 脆性破坏时间≥160h | 80℃ 4.6 | 未破、未漏 |
3. | 破坏时间≥1000h | 80℃ 4.0 | 未破、未漏 |
4. | 耐应力开裂(h) | ≥1000h | 80℃ 4.0 | 未破、未漏 |
5. | 压缩复原(h) | ≥170h | 80℃ 4.0 | 未破、未漏 |
6. | 纵向回缩率(%) | - | 110℃ | 0.70 |
7. | 拉伸屈服强度(MPa) | - | 23±2℃ | 23.2 |
8. | 拉伸断裂强度(MPa) | - | 23±2℃ | 37.1 |
9. | 断裂伸长率(%) | - | 23±2℃ | 320 |
10. | 16小时磨耗(%) | - | - | 0.17 |
11. | 氧化诱导期(分钟) | - | - | 35 |
常用工程塑料综合性能比较
综合性能 | PC | POM | PBT | ABS | PA6 | PA66 | PSU |
抗拉强度 | 中 | 中 | 中 | 中 | 稍高 | 高 | 中 |
抗冲强度 | 优 | 差 | 良 | 良 | 差 | 差 | 良 |
韧性 | 良 | 良 | 良 | 良 | 良 | 差 | 良 |
硬度 | 高 | 高 | 中 | 中 | 中 | 中 | 高 |
加工性 | 良 | 优 | 优 | 良 | 优 | 中 | 良 |
长期连续使用温度 | 100-130 | 85-105 | 120-140 | 80-90 | 65-130 | 140-150 | 140-150 |
耐化学性 | 良 | 良 | 差 | 良 | 良 | 良 | 优 |
耐水性 | 良 | 良 | 差 | 良 | 差 | 差 | 良 |
耐候性 | 良 | 良 | 良 | 良 | 良 | 良 | 良 |
应用
1) 矿山、冶金行业:尾矿输送管线矿粉、矿浆输送管线;
2) 煤炭行业:给排水管线、通风管线、洗煤管线;
3) 石油化工行业:输油管线、水煤浆输送、腐蚀性介质管线;
4) 电力行业:粉煤灰输送管线、循环水管线、化学水管线;
5) 钢铁行业:原料输送管线、浆体输送管线;
6) 海洋工程:海水输送管线、港口、码头疏浚管线。