分子量聚乙烯(Ultra-High Molecular Weight Polyethylene )簡寫為UHMWPE。分子量聚乙烯一般是指相對分子質量在150萬
以上的聚乙烯(普通聚乙烯的相對分子質量僅為2萬-30萬)。由于分子量特高,因此具有普通聚乙烯所沒有的非常優異性能的新型工程塑料。
分子量聚乙烯的優異性能:
1、耐磨損性能:
??? 分子量聚乙烯的耐磨性能居塑料之首,比碳鋼、黃銅還耐磨數倍
2、沖擊性:
??? UHMW-PE的沖擊強度在分子量為150萬時達到大值,是現有工程塑料中的高值,即使在-70℃時仍有相當高的沖擊強度,見下圖2表示
為與其它工程塑料沖擊強度比較。
3、自潤滑:
????分子量聚乙烯有極低的磨擦系數(0.1-0.22)故自潤滑性能優異,從下表1可以看出的動磨擦系數在水潤滑條件下是PA66和POM的1/2
,當它與鋼、銅配對使用時不易產生粘著磨損,且對配偶件磨損小,因此在磨擦學領域被譽為性價比極為理想的磨擦材料。
名稱 |
動摩擦因數 |
||
UHMW-PE |
0.10~0.22 |
0.05~0.10 |
0.05~0.08 |
PTFE |
0.04~0.25 |
0.04~0.08 |
0.04~0.05 |
PA66 |
0.15~0.40 |
0.14~0.19 |
0.06~0.11 |
POM |
0.15~0.35 |
0.10~0.20 |
0.05~0.10 |
? |
自潤滑 |
水潤滑 |
油潤滑 |
4、耐化學藥品性:
????分子量聚乙烯具有優良的耐化學藥品性,除強氧化性酸液外,在一定溫度和濃度范圍內能耐各種腐蝕性介質如:酸、堿、鹽(在濃
流酸、濃鹽 酸、濃硝 酸、鹵化烴以及芳香烴等溶劑中不穩定)及其它80多種有機溶劑中在20℃中浸漬30天外表無任何反常現象其它物理性能也
幾乎沒有變化。?
5、沖擊能吸收性:
?????UHMW-PE具有優異的沖擊能吸收性,沖擊能吸收值在所有的塑料中高,因而噪聲阻尼性很好,具有優良的消音效果。
6、耐低溫:
??? ??分子量聚乙烯具有優異的耐低溫性能,在現有塑中是 佳的,在液態氦溫度(-269℃)下仍具有延展性,因而能夠用作低溫部件、
低溫管道及核工業的耐低溫部件等。
7、衛生性:
?????分子量聚乙烯衛生,完全符合日本衛生協會的標準,并得到美國食品及藥物行政管理局的美國農業部認可,可用于接觸食品和
藥物。
8、不粘附性:
?????分子量聚乙烯表面吸附力非常微弱,其抗粘附能力僅次于塑料中不粘性好的聚四氟乙烯,因而制品表面不易粘附其它物料。
9、吸水性:
??? ?UHMW-PE吸水率很低,一般小于0.01%,為PA66的1%,因而成型加工前不必干燥,制品在潮濕環境中不會因吸水而發生尺寸變化,也不會
影響制品的精度和耐磨性及其它性能(表2)。
材料 |
UHMW-PE |
PA66 |
PC |
POM |
ABS |
PTFE |
吸水率 |
<0.01 |
1.5 |
0.15 |
0.25 |
0.20-0.45 |
<0.01 |
10、密度:
??? ?UHMW-PE比其它工程塑料的密度都低、因而其制品非常的輕便(表3)。
名稱 |
PTFE |
POM |
PBT |
PC |
PA |
UHMW-PE |
相對密度 |
2.12 |
1.41 |
1.31 |
1.20 |
1.02-1.14 |
0.945 |
11、其它性能:
??? ?UHMW-PE還具有優良的電氣性能比HDPE更優良,耐環境應力裂性、耐疲勞性比HDPE更好。?
分子量聚乙烯常用性能指標(表4):
分類 |
項目 |
CHMWPE |
ASMT試驗法 |
物理性質 |
相對分子質量/萬 |
200 |
D2857 |
密度(g/cm3) |
0.93 |
D1505 |
|
粉料密度(g/cm3) |
0.46 |
D392 |
|
平均粒度 |
100~200 |
- |
|
機械性質 |
斷裂強度/MPa |
40~45 |
D638 |
斷裂延伸率/% |
300~400 |
D638 |
|
彎曲模量/MPa |
600 |
D747 |
|
沖擊強度(jk/m2) |
>?140 |
D250 |
|
洛氏硬度/HRM |
40~60 |
D747 |
|
磨損量(mg/1000次) |
70 |
D1175 |
|
熱性質 |
熔點 |
136 |
D2117 |
熱變形溫度 |
85 |
D648 |
|
線膨脹系數 |
1.5~2.5 |
D696 |
|
熱導率 |
8.5 |
D177 |
|
電性質 |
體積電阻率 |
10 |
D257 |
擊穿電壓 |
50 |
D149 |
|
介電常數 |
2.3 |
D150 |