分子量聚乙烯(Ultra-High Molecular Weight Polyethylene )簡(jiǎn)寫(xiě)為UHMWPE。分子量聚乙烯一般是指相對(duì)分子質(zhì)量在150萬(wàn)
以上的聚乙烯(普通聚乙烯的相對(duì)分子質(zhì)量?jī)H為2萬(wàn)-30萬(wàn))。由于分子量特高,因此具有普通聚乙烯所沒(méi)有的非常優(yōu)異性能的新型工程塑料。
分子量聚乙烯的優(yōu)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(shù)倍
2、沖擊性:
??? UHMW-PE的沖擊強(qiáng)度在分子量為150萬(wàn)時(shí)達(dá)到大值,是現(xiàn)有工程塑料中的高值,即使在-70℃時(shí)仍有相當(dāng)高的沖擊強(qiáng)度,見(jiàn)下圖2表示
為與其它工程塑料沖擊強(qiáng)度比較。
3、自潤(rùn)滑:
????分子量聚乙烯有極低的磨擦系數(shù)(0.1-0.22)故自潤(rùn)滑性能優(yōu)異,從下表1可以看出的動(dòng)磨擦系數(shù)在水潤(rùn)滑條件下是PA66和POM的1/2
,當(dāng)它與鋼、銅配對(duì)使用時(shí)不易產(chǎn)生粘著磨損,且對(duì)配偶件磨損小,因此在磨擦學(xué)領(lǐng)域被譽(yù)為性價(jià)比極為理想的磨擦材料。
名稱 |
動(dòng)摩擦因數(shù) |
||
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(rùn)滑 |
水潤(rùn)滑 |
油潤(rùn)滑 |
4、耐化學(xué)藥品性:
????分子量聚乙烯具有優(yōu)良的耐化學(xué)藥品性,除強(qiáng)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)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(wěn)定)及其它80多種有機(jī)溶劑中在20℃中浸漬30天外表無(wú)任何反常現(xiàn)象其它物理性能也
幾乎沒(méi)有變化。?
5、沖擊能吸收性:
?????UHMW-PE具有優(yōu)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(yōu)良的消音效果。
6、耐低溫:
??? ??分子量聚乙烯具有優(yōu)異的耐低溫性能,在現(xiàn)有塑中是 佳的,在液態(tài)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(yè)的耐低溫部件等。
7、衛(wèi)生性:
?????分子量聚乙烯衛(wèi)生,完全符合日本衛(wèi)生協(xié)會(huì)的標(biāo)準(zhǔn),并得到美國(guó)食品及藥物行政管理局的美國(guó)農(nóng)業(yè)部認(rèn)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(huán)境中不會(huì)因吸水而發(fā)生尺寸變化,也不會(huì)
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(duì)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(yōu)良的電氣性能比HDPE更優(yōu)良,耐環(huán)境應(yīng)力裂性、耐疲勞性比HDPE更好。?
分子量聚乙烯常用性能指標(biāo)(表4):
分類 |
項(xiàng)目 |
CHMWPE |
ASMT試驗(yàn)法 |
物理性質(zhì) |
相對(duì)分子質(zhì)量/萬(wàn) |
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(jī)械性質(zhì) |
斷裂強(qiáng)度/MPa |
40~45 |
D638 |
斷裂延伸率/% |
300~400 |
D638 |
|
彎曲模量/MPa |
600 |
D747 |
|
沖擊強(qiáng)度(jk/m2) |
>?140 |
D250 |
|
洛氏硬度/HRM |
40~60 |
D747 |
|
磨損量(mg/1000次) |
70 |
D1175 |
|
熱性質(zhì) |
熔點(diǎn) |
136 |
D2117 |
熱變形溫度 |
85 |
D648 |
|
線膨脹系數(shù) |
1.5~2.5 |
D696 |
|
熱導(dǎo)率 |
8.5 |
D177 |
|
電性質(zhì) |
體積電阻率 |
10 |
D257 |
擊穿電壓 |
50 |
D149 |
|
介電常數(shù) |
2.3 |
D150 |