超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)塑料以其特有的加工和使用性能已得到廣泛應(yīng)用。這主要是因?yàn)槠鋷缀跫辛似渌こ趟芰系乃袃?yōu)點(diǎn),其中優(yōu)異的抗沖擊性、耐磨耗性、低溫性能、自潤滑性和不粘性等尤為突出,是一種綜合性能優(yōu)異的熱塑性工程塑料。其制品應(yīng)用于日用、工業(yè)、文體、交通運(yùn)輸、國防、機(jī)械等領(lǐng)域的抗沖、減振、防彈、抗疲勞、耐磨、減磨、減阻、防粘等場合。
高分子聚乙烯異形件特點(diǎn):
1、耐磨性
UHMW-PE的耐磨性居塑料之冠,并超過某些金屬,與其它工程塑料相比,UHMW-PE的沙漿磨耗指數(shù)僅是PA66的1/5,HEPE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,以致于用一般塑料磨耗實(shí)驗(yàn)法難以測試其耐磨程度,因而專門設(shè)計(jì)了一種沙漿磨耗測試裝置。UHMW-PE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
UHMW-PE的沖擊強(qiáng)度,在所有工程塑料中名列前茅,UHMW-PE的沖擊強(qiáng)度約為耐沖擊PC的2倍,ABS的5倍,POM和PBTP的10余倍。耐沖擊性如此之高,以致于采用通常沖擊試驗(yàn)方法難以使其斷裂破壞。其沖擊強(qiáng)度隨分子量的增大而提高,在分子量為150萬時(shí)達(dá)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(-195℃)也能保持優(yōu)異的沖擊強(qiáng)度,這一特性是其它塑料所沒有的。此外,它在反復(fù)沖擊表面硬度更高。
3、自潤滑性
UHMW-PE有極低的摩擦因數(shù)(0.05~0.11),故自潤滑性優(yōu)異。UHMWP-E的動(dòng)摩擦因數(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(dāng)它以滑動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)形式工作時(shí),比鋼和黃銅加潤滑油后的潤滑性還要好。因此,在摩擦學(xué)領(lǐng)域UHMW-PE被譽(yù)為成本/性能非常理想的摩擦材料。
4、耐化學(xué)藥品性
UHMW-PE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)(酸、堿、鹽)及有機(jī)介質(zhì)(荼溶劑除外)。其在20℃和80℃的80種有機(jī)溶劑中浸漬30d,外表無任何反常現(xiàn)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(yōu)異的沖擊能吸收性,沖擊能吸收值在所有塑料中最高,因而噪聲阻尼性能很好,具有優(yōu)良的削音效果。
6、耐低溫性
UHMW-PE具有優(yōu)異的耐低溫性,在液氦溫度(-269℃)下仍具有延展性,因而能夠用作核工業(yè)的耐低溫部件。
7、衛(wèi)生無毒性
UHMW-PE衛(wèi)生無毒,可用于接觸食品和藥物。
8、不粘性
UHMW-PE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最好的PTFE,因而制品表面與其它材料不易粘符。
9、吸水性小
UHMW-PE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。
10、密度小
UHMWPE與其它工程塑料密度比較相對來說低。
11、拉伸強(qiáng)度
由于UHMW-PE具有朝拉伸取向必備的結(jié)構(gòu)特征,所以有無可匹敵的超高拉伸強(qiáng)度,因此可通過凝膠紡絲法制得超高彈性模量和強(qiáng)度的纖維,其拉伸強(qiáng)度高達(dá)3~3.5GPa,拉伸彈性模量高達(dá)100~125GPa;纖維比強(qiáng)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%。