超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)分子量均在150萬以上,賦予其非常優異的使用特性。
一、磨損率
材 料 |
UHMW-PE |
PA66 |
PTHE |
45#碳鋼 |
不銹鋼 |
磨損平均值 |
0.62 |
1.51 |
2.31 |
4.02 |
4.05 |
由上圖可見,UHMW-PE板材磨損率低于其他材料。
二、沖擊強度:測試方法按ASTMD256方法進行
材 料 |
UHMW-PE |
PA66 |
鑄石板 |
ABS |
45#碳鋼 |
沖擊強度KJ/㎡ |
140 |
6-11 |
1.6-15 |
16-44 |
300-400 |
由上圖可見,UHMW-PE板材沖擊強度高于其他三種材料。
三、磨擦系數:測試方法,按ASTMD1894方法進行
材 料 |
UHMW-PE |
PA66 |
鑄石板 |
ABS |
PC |
磨擦系數 |
0.07-0.11 |
0.37 |
0.30-0.45 |
0.38 |
0.36 |
由上圖可見,UHMW-PE板材磨損系數相對于另外幾種材料是低的。
四、具有抗化學腐蝕性,可耐酸、堿、鹽等介質(荼溶劑除外)。
五、優異的耐低溫性能在-269℃下仍具有延展性,因而能夠用做核工業的耐低溫部件。
六、衛生無毒的優異性能,可用于食品、衛生行業。
七、沖擊能吸收值在所有塑料中高,因而噪聲阻尼性好,具有優良的消音效果。
八、自潤滑性
UHMWPE有極低的摩擦因數(0.05~0.11),故自潤滑性優異。表1為UHMWPE與其他工程塑料摩擦因數比較。從表1可以看出,UHMWPE的動嗎擦因數在水潤滑條件下是PA66和POM的1/2,在無潤滑條件下僅次于塑料中自潤滑性好的聚四氟乙烯(PTFE);當它以滑動或轉動形式工作時,比鋼和黃銅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。
名稱 |
摩擦系數 |
||
自潤滑 |
水潤滑 |
油潤滑 |
|
UHMWPE |
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 |
表1 UHMWPE與其它工程塑料摩擦因數比較
九、不粘性
UHMWPE表面吸附能力非常微弱,其抗粘符能力僅次于塑料中不粘性好的PTFE,因而制品表面與其它材料不易粘符。
十、吸水性小
UHMWPE吸水率很低;一般小于0.01%,僅為PA66的1%,因而在成型加工前一般不必干燥處理。
十一、密度
表2為UHMWPE與其它工程塑料密度比較。由表2可知,UHMWPE的密度比其
它所有工程塑料都低,一般比PTFE低56%,比POM低33%,比PBTP低30%,因此其制品非常輕便。
名稱 |
相對密度 |
UHMWPE密度比其低/% |
PTFE |
2012 |
56 |
POM |
1.41 |
33 |
PBTP |
1.31 |
30 |
PC |
1.20 |
22 |
PA |
1.02—1.14 |
8—18 |
UHMWPE |
0.94 |
|
表2 UHMWPE 與其它工程塑料密度比較
十二、拉伸強度
由于UHMWPE具有朝拉伸取向必備的結構特征,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量和強度的纖維,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高的,比碳纖維大4倍,比鋼絲大10倍,比芳綸纖維大50%。
十三、其他性能
UHMWPE還具有優良的電氣絕緣性能,比HDPE更優良的耐環境應力開裂性,比HDPE更好的耐疲勞性及耐r-射線能力。
十四、不足之處
與其它工程塑料相比,UHMWPE耐熱性、剛度和硬度偏低,但可以通過“填充”和“交聯”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,熔融粘度高,故加工難度大。