Sifat asas polietilena berat molekul ultra tinggi (UHMWPE)

Polietilena berat molekul ultra tinggi (UHMWPE) secara amnya merujuk kepada polietilena dengan jisim molekul relatif 150 × 104 atau lebih, dan merupakan plastik kejuruteraan baru. Ketumpatan UHMWPE dengan jisim molekul relatif purata 200 × 104 hanya 0.935g/cm3, yang lebih rendah daripada semua plastik kejuruteraan yang lain, secara amnya lebih daripada 50% lebih rendah daripada PTFE, dan lebih daripada 30% lebih rendah daripada bahawa paraformaldehyde, jadi produknya dicirikan oleh berat ringan. UHMWPE mempunyai pelbagai sifat mekanikal yang sangat baik, sifat fizikal, sifat kimia, sangat tahan, tahan kakisan, tahan, tahan lulus, lubricating, faktor geseran yang rendah, penyerapan air yang rendah, tidak mudah untuk mematuhi objek asing, kemusnahan dan Bukan toksis, kitar semula dan rintangan suhu rendah, dan lain-lain, khususnya, rintangan lelasannya sangat luar biasa. Kekurangannya adalah rintangan haba yang lemah, kekerasan yang rendah, kekuatan tegangan yang rendah, sifat retardan api yang lemah.

1. Data Prestasi UHMWPE

2. Ciri -ciri mekanikal

(1) rintangan kesan

Kekuatan kesan UHMWPE adalah antara yang terbaik dalam plastik kejuruteraan keseluruhan. UHMWPE dapat mengekalkan rintangan impak yang sangat baik walaupun pada suhu rendah, dan walaupun dalam nitrogen cecair (-196 ℃), UHMWPE juga mempunyai kekuatan impak yang baik, yang merupakan ciri yang tidak ada plastik lain. Kekuatan impaknya mula meningkat dengan peningkatan jisim molekul relatif, jisim molekul relatif 150 × 104 atau lebih untuk mencapai nilai maksimumnya, dan kemudian dengan jisim molekul relatif kenaikan dan secara beransur -ansur menurun. Kekuatan kesan UHMWPE adalah kira -kira 2 kali ganda daripada polikarbonat, ABS 5 kali, PA, paraformaldehyde dan PBT lebih daripada 10 kali.

(2) rintangan lelasan

Rintangan lelasan UHMWPE mendahului senarai plastik, beberapa kali lebih tinggi daripada keluli karbon dan tembaga, dan rintangan lelasannya dapat diperbaiki lagi dengan peningkatan jisim molekul relatif. Rajah 1-1 menunjukkan perbandingan rintangan haus antara UHMWPE dan bahan lain. Keadaan ujian adalah seperti berikut: mortar terdiri daripada 2 bahagian jisim air dan 3 bahagian jisim pasir; Kelajuan putaran bahagian ujian ialah 900R/min; Masa berjalan adalah 7h.

Perbandingan rintangan lelasan UHMWPE dengan bahan lain

(3) lubrasi diri

UHMWPE mempunyai lubrasi diri yang sangat baik dan faktor geseran dinamik yang rendah yang setanding dengan PTFE. Jadual 1-2 menyenaraikan perbandingan faktor geseran dinamik antara UHMWPE dan plastik kejuruteraan lain. Ia dapat dilihat bahawa faktor geseran kinetik UHMWPE di bawah pelinciran air adalah 1/2 dari PA66 dan POM, dan di bawah keadaan yang tidak dilincirkan, ia hanya kedua untuk PTFE, yang mempunyai harta yang paling lulus diri di kalangan plastik. Apabila ia berfungsi dalam bentuk gelongsor atau berputar, ia mempunyai prestasi gelongsor yang lebih baik daripada keluli dan tembaga dengan penambahan minyak pelincir. Selain itu, harga UHMWPE adalah rendah, jadi dalam bidang tribologi, ia dianggap sebagai bahan geseran dengan nisbah prestasi yang sangat baik.

Perbandingan faktor geseran dinamik antara UHMWPE dan plastik kejuruteraan lain

(4) kekuatan tegangan

Kekuatan hasil tegangan UHMWPE berkaitan dengan jisim molekul relatif dan ketumpatan, dengan peningkatan jisim molekul relatif dan penurunan ketumpatan, kekuatan hasil tegangan juga berkurangan; Walau bagaimanapun, apabila ketumpatan adalah 0.94g/cm3 atau jisim molekul relatif lebih daripada 150 × 104, perubahan kekuatan hasil tegangan agak kecil, dan pada dasarnya cenderung menjadi nilai tetap. Kekuatan pemecahan tegangan hanya berkaitan dengan jisim molekul relatif, dan kesan ketumpatan di atasnya pada dasarnya boleh diabaikan. Bertentangan dengan kekuatan hasil tegangan, dengan peningkatan jisim molekul relatif, kekuatan pecah tegangan meningkat dengan sewajarnya.

3. sifat elektrik

Sama seperti polietilena biasa, rantaian molekul UHMWPE hanya terdiri daripada karbon dan hidrogen, sifat elektrik UHMWPE adalah bebas daripada saiz jisim molekul relatif, jadi ia mempunyai sifat penebat elektrik yang sangat baik. Resistiviti isipadu adalah setinggi 1016 ~ 1018Ω-cm, dan tangen sudut kehilangan dielektrik ialah (2 ~ 3) × 10-4. 4.

4. Ciri -ciri terma

Rintangan haba UHMWPE tidak tinggi, suhu penggunaan biasanya di bawah 100 ℃. Walau bagaimanapun, kerana jisim molekul relatifnya sangat besar, jadi suhu herotan haba dan titik pelembutan Vicat lebih tinggi daripada HDPE biasa, titik lebur UHMWPE (136 ℃) lebih kurang sama dengan HDPE biasa, Walau bagaimanapun, UHMWPE mempunyai rintangan suhu rendah yang sangat baik, yang terbaik di kalangan semua plastik, suhu kelembutan di bawah -70 ℃, walaupun suhu helium cecair (-3 ℃) berada di bawah -70 ℃, dan suhu suhu helium cecair (-4 ℃) adalah di bawah -70 ℃, dan suhu suhu helium cecair adalah di bawah -70 ℃. Suhu kelembutan adalah di bawah -70 ° C, dan walaupun pada suhu helium cecair (-269 ° C) ia masih mempunyai kekuatan kesan dan rintangan lelasan. Walaupun pada suhu helium cecair (-269 ℃), ia masih mempunyai kekuatan impak tertentu dan rintangan lelasan. Julat suhu kerja adalah dari -265 hingga 100 ℃, dan ia masih dapat mengekalkan ketangguhan dan kekuatan yang baik tanpa kelembutan apabila suhu serendah -195 ℃, jadi ia boleh digunakan dalam bahagian suhu rendah, saluran paip, dan suhu yang sangat rendah situasi seperti industri nuklear.

5. Rintangan Kimia

UHMWPE mempunyai rintangan kimia yang sangat baik. Diethane, etilena glikol, petrol, heptane, heksana, sikloheksana, karbon disulfida, isopentanol, ester etil, metil isobutil ketone, benzena metanol, dan lain -lain. Daripada penampilan tidak ada fenomena anomali, prestasi pelbagai jenis hampir tidak ada perubahan. Ini disebabkan oleh fakta bahawa polietilena berat molekul ultra tinggi tidak mempunyai kumpulan berfungsi dalam struktur molekul, dan hampir tidak ada rantai bercabang dan ikatan berganda serta kristal yang tinggi. Walau bagaimanapun, ia tidak stabil dalam asid sulfurik pekat, asid hidroklorik pekat, asid nitrik pekat, hidrokarbon halogenasi dan hidrokarbon aromatik dan pelarut lain, dan kelajuan pengoksidaan meningkat dengan kenaikan suhu.

6. Penyerapan air

Kadar penyerapan air UHMWPE adalah yang terkecil di kalangan plastik kejuruteraan (lihat Jadual 1-3), yang disebabkan oleh fakta bahawa rantaian molekul UHMWPE terdiri daripada unsur-unsur karbon dan hidrogen sahaja, dan tidak ada kumpulan kutub dalam molekul, Jadi kadar penyerapan air sangat rendah. Oleh itu, produk tidak akan berubah saiz kerana penyerapan air walaupun dalam persekitaran yang lembap, dan pada masa yang sama, ia tidak akan menjejaskan sifat mekanik produk, seperti ketepatan dan rintangan lelasan, dan bahan mentah tidak memerlukan akan dikeringkan sebelum membentuk dan memproses.

Penyerapan air beberapa plastik kejuruteraan biasa

7. Aplikasi polietilena berat molekul ultra tinggi

Dengan prestasi keseluruhan yang terbaik, UHMWPE telah digunakan secara meluas dalam bidang jentera, peralatan elektrik, bekas pembungkusan, peralatan kimia, pengangkutan, penyimpanan bahan dan pengangkutan, menyampaikan saluran paip, peralatan perubatan dan sukan, dan lain -lain. paip, batang dan produk siap. Produk utama adalah: plat, paip, rod dan produk siap, termasuk gear, galas, bushings, penggelek, rel panduan, slider, kapal dan sebagainya. Dari teknologi pemprosesan produk boleh dibahagikan kepada pengacuan, pemesinan, penyemperitan, pengacuan suntikan, stamping, pukulan pukulan, roll roll, pengacuan pemprosesan termoplastik dan pengacuan lukisan dawai.