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工程塑料配件
超高分子件1

名稱:超高分子件1

詳細信息
超高分子量聚乙烯(UHMWPE)亦為線型聚合物。分子量50~500萬,主鏈很長且互相纏結(jié),結(jié)晶度(65%~85%)和密度(0.92~0.94g/cm3)較低。由于分子量高,熔體粘度很大,呈高彈態(tài)難以流動,熔體流動速率接近于零,很難加工。
   UHMWPE除具有一般HDPE的性能外,還具有突出的耐磨性、低摩擦系數(shù)和自潤滑性,優(yōu)良的耐應力開裂性、耐高溫蠕變性和耐低溫性(即使在-269℃也可以使用),優(yōu)良的拉伸強度,極高的沖擊強度,且在低溫下也不下降,噪聲阻尼性好。同時,具有卓越的化學穩(wěn)定性和耐疲勞性,無表面吸附力,電絕緣性能優(yōu)良,無毒性等優(yōu)良的綜合性能。
(1)耐磨性。UHMWPE的耐磨性局塑料之冠,并超過某些金屬,與其他工程塑料相比,UHMWPE的砂漿磨耗指數(shù)僅是PA66的1/5,HDPE和PVC的1/10;與金屬相比,是碳鋼的1/7,黃銅的1/27,。這樣高的耐磨性,以至于用一般塑料磨耗實驗法難以測試其耐磨程度,因而專門設計了一種砂漿磨耗測試裝置。UHMWPE耐磨性與分子量成正比,分子量越高,其耐磨性越好。
(2)耐沖擊性。UHMWPE的沖擊強度,在所有工程塑料中名列前茅,UHMWPE的沖擊強度約為耐沖擊PC的2倍,ABS的5倍,POM和PBTP的十余倍。耐沖擊性如此之高,以至于采用通常沖擊試驗方法難度以使其斷裂破壞。其沖擊強度隨分子量的增大而提高,在分子量為150萬時達到最大值,然后隨分子量的繼續(xù)升高而逐漸下降。值得指出的是,它在液氮中(-196℃)也能保持優(yōu)異的沖擊強度,這一特性是其他塑料所不及的。此外,它在反復沖擊后表面硬度更高。
(3)自潤滑性。UHMWPE有極低的摩擦系數(shù)(0.05~0.11),故自潤滑性優(yōu)異。UHMWPE的動摩擦系數(shù)在水潤滑條件下是PA66和POM的1/2,在無潤滑條件下僅次于塑料中自潤滑性最好的聚四氟乙烯(PTFE);當它以滑動或轉(zhuǎn)動形式工作時,比鋼和黃銅添加潤滑油后的潤滑性還要好。因此,在摩擦學領域UHMWPE被譽為成本/性能非常理想的摩擦材料。
(4)耐化學藥品性。UHMWPE具有優(yōu)良的耐化學藥品性,除強氧化性酸液外,在一定溫度和濃度范圍內(nèi)能耐各種腐蝕性介質(zhì)(酸、堿、鹽)及有機介質(zhì)(萘溶劑除外)。其在20℃和80℃的80種有機溶劑種浸漬30天,外表無任何反常現(xiàn)象,其他物理性能也幾乎沒有變化。
(5)沖擊能吸收性。UHMWPE具有優(yōu)異的沖擊能吸收性,沖擊能吸收值在所有塑料中最高,因而噪聲阻尼性很好,具有優(yōu)良的消音效果。
(6)耐低溫性。UHMWPE具有優(yōu)異的耐低溫性能,在液氦溫度(-269℃)下仍具有延展性,因而能夠用作核作業(yè)的耐低溫部件。
(7)衛(wèi)生無毒性。UHMWPE衛(wèi)生無毒,完全符合日本衛(wèi)生協(xié)會的標準,并得到美國食品和藥物行政管理局和美國農(nóng)業(yè)部的認可,可用于接觸食品和藥物。
(8)不粘性。UHMWPE表面吸附力非常微弱,其抗黏附能力僅次于塑料中不粘性最好的PTFE,因而制品表面與其他材料不易粘附。
(9)憎水性。UHMWPE吸水率很低,一般小于0.01%,僅為PA6的1%,因而在成型加工前一般不必干燥處理。
(10)密度。UHMWPE的密度比工程塑料低,一般比PTFE低56%,比POM低33%,比PBTP低30%,因此其制品非常輕便。
(11)拉伸強度。由于UHMWPE具有超拉伸取向必備的結(jié)構(gòu)特征,所以有無可匹敵的超高拉伸強度,因此可通過凝膠紡絲法制得超高彈性模具和強度的纖維,其拉伸強度高達3~3.5GPa,拉伸彈性模量高達100~125GPa。纖維比強度是迄今已商品化的所有纖維中最高的,比碳纖維大4倍,比鋼絲大10倍,比芳綸纖維大50%。
(12)其他性能。UHMWPE還具有優(yōu)良的電氣絕緣性能,比HDPE更優(yōu)良的耐環(huán)境應力開裂性,比HDPE更好的耐疲勞性及耐γ射線能力。
(13)不足之處。與其他工程塑料相比,UHMWPE耐熱性、剛度和硬度偏低,但可以通過填充和交聯(lián)等方法來改善。從耐熱性來看,UHMWPE的熔點(136℃)與普通聚乙烯大體相同,但因其分子量大,熔融黏度高,故加工難度大。