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什么是超高分子量聚乙烯?UHMWPE的性能特征及应用领域

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查看46 | 回复0 | 2025-1-13 15:13:23 | 显示全部楼层 |阅读模式
UHMWPE的分子结构为线型结构,与HDPE结构完全相同,只是分子量不同。UHMWPE的相对分子量在150万以上,个别品种为300万~600万,比普通PE高得多(普通PE相对分子量为5万~30万)​,由于分子链长,分子链之间必然会产生缠结,聚集态结构也会随之改变,所以,UHMWPE的耐冲击、耐磨、自润滑、耐低温、耐环境应力开裂等性能好于一般PE,还具有耐腐蚀、不易黏附、不易吸水、密度较小、卫生无毒等特性,是一种价格适中、综合性能十分突出的热塑性塑料。与其他工程塑料相比,UHMWPE具有以下突出性能:

①优异的耐磨性能,它的耐磨性优于许多工程塑料,如聚四氟乙烯(PTFE)​、MC尼龙、聚甲醛(POM)等,甚至高于许多金属材料,如碳钢、不锈钢、青铜等。UHMWPE的耐磨性比普通HDPE高出数倍。
②超高的冲击强度,它的冲击强度是工程塑料中最高的,远高出ABS、PC和尼龙等材料。UHMWPE不仅在常温下冲击强度高,而且在低温下(-40 ℃)仍具有高的冲击强度,甚至在液氮温度(-209 ℃)下还保持较高的韧性。
③良好的自润滑性能,UHMWPE的摩擦系数极低,与聚四氟乙烯相当。
④极好的耐化学腐蚀性能,UHMWPE的分子链上不存在可反应的基团,几乎不存在双键和支链,并且结晶度较高,因此具有良好的化学稳定性,除了浓硫酸、浓硝酸、卤代烃以及芳烃等一部分化学品外,对于一般的酸、碱和有机化学试剂呈现较高的稳定性。

除此之外,UHMWPE还具有良好的消音性能;抗黏附能力强,仅次于PTFE;优异的延展性,即使在液氮温度(-209 ℃)下仍然具有延展性;完全卫生无毒。

UHMWPE作为一种性能优良的新型工程塑料广泛用在纺织工业、造纸工业、化学工业、机械工业等。如纺织用梭子、打棱棒、造纸用成型板、刮水板、耐腐蚀泵、阀门、齿轮、轴瓦、轴套、导轨等。UHMWPE还可制备高模量高强度纤维,纤维的比强度是碳钢的10倍,是碳纤维和芳纶的2倍,拉伸强度为1.5~3.5 GPa,拉伸模量是80~100GPa,可用于制造防弹衣、飞机安全带等。
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