超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)
1 引言
超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)是一種線型結構的具有優異綜合性能的熱塑性工程塑料。世界上最早由美國Allied Chemical公司于1957年實現工業化,此后德國Hoechst公司、美國Hercules公司、日本三井石油化學公司等也投入工業化生產。我國于1964年最早研制成功并投入工業生產。限于當時條件,產物分子量約150萬左右,隨著工藝技術的進步,目前產品分子量可達100萬~400萬以上。
超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)的發展十分迅速,80年代以前,世界平均年增長率為8.5%,進入80年代以后,增長率高達15%~20%。而我國的平均年增長率在30%以上。1978年世界消耗量為12,000~12,500噸,而到1990年世界需求量約5萬噸,其中美國占70%。
超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)平均分子量約35萬~800萬,因分子量高而具有其它塑料無可比擬的優異的耐沖擊、耐磨損、自潤滑性、耐化學腐蝕等性能。而且,超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)耐低溫性能優異,在-40℃時仍具有較高的沖擊強度,甚至可在-269℃下使用。
超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)優異的物理機械性能使它廣泛應用于機械、運輸、紡織、造紙、礦業、農業、化工及體育運動器械等領域,其中以大型包裝容器和管道的應用最為廣泛。另外,由于超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)優異的生理惰性,已作為心臟瓣膜、矯形外科零件、人工關節等在臨床醫學上使用。
2 超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)的成型加工
由于超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)熔融狀態的粘度高達108Pa*s,流動性極差,其熔體指數幾乎為零,所以很難用一般的機械加工方法進行加工。近年來,超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)的加工技術得到了迅速發展,通過對普通加工設備的改造,已使超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)由最初的壓制-燒結成型發展為擠出、吹塑和注射成型以及其它特殊方法的成型。