Βασικές ιδιότητες του πολυαιθυλενίου εξαιρετικά υψηλού μοριακού βάρους (UHMWPE)

July 07, 2024

Το πολυαιθυλενίου Ultra-υψηλού μοριακού βάρους (UHMWPE) γενικά αναφέρεται σε πολυαιθυλένιο με σχετική μοριακή μάζα 150 × 104 ή περισσότερο και είναι ένας νέος τύπος πλαστικών μηχανικών. Η πυκνότητα του UHMWPE με μέση σχετική μοριακή μάζα 200 × 104 είναι μόνο 0,935g/cm3, η οποία είναι χαμηλότερη από αυτή όλων των άλλων πλαστικών μηχανικών, γενικά περισσότερο από 50% χαμηλότερη από αυτή του PTFE και περισσότερο από 30% χαμηλότερο από εκείνη της παραφορμαλδεΰδης, έτσι ώστε τα προϊόντα της να χαρακτηρίζονται από ελαφρύ βάρος. Το UHMWPE διαθέτει μια ποικιλία από εξαιρετικές μηχανικές ιδιότητες, φυσικές ιδιότητες, χημικές ιδιότητες, πολύ ανθεκτική στη φθορά, ανθεκτική στη διάβρωση, ανθεκτική στην πρόσκρουση, αυτοσυντηρούμενη, χαμηλή συντελεστή τριβής, χαμηλή απορρόφηση νερού, δεν είναι εύκολο να τηρούν ξένα αντικείμενα, υγιεινή και Η μη τοξικότητα, η ανακύκλωση και η χαμηλή αντοχή στη θερμοκρασία κλπ., Ειδικότερα, η αντίσταση της τριβής της είναι ιδιαίτερα εξαιρετική. Οι ελλείψεις του είναι κακή αντοχή στη θερμότητα, χαμηλή σκληρότητα, χαμηλή αντοχή σε εφελκυσμό, κακές επιβραδυντικές ιδιότητες φλόγας.

Precision Feeding Screws Uhmwpe Plastic

1. Δεδομένα απόδοσης του UHMWPE

2. Μηχανικές ιδιότητες

(1) Αντίσταση κρούσης

Η αντοχή του αντίκτυπου του UHMWPE είναι από τα καλύτερα σε ολόκληρα τα πλαστικά της μηχανικής. Το UHMWPE μπορεί να διατηρήσει εξαιρετική αντοχή στην κρούση ακόμη και σε χαμηλή θερμοκρασία, και ακόμη και σε υγρό άζωτο (-196 ℃), το UHMWPE έχει επίσης καλή αντοχή σε αντίκτυπο, η οποία είναι χαρακτηριστικό που δεν έχουν άλλα πλαστικά. Η αντοχή της πρόσκρουσης αρχίζει να αυξάνεται με την αύξηση της σχετικής μοριακής μάζας, τη σχετική μοριακή μάζα 150 × 104 περίπου για να φτάσει στη μέγιστη τιμή της και στη συνέχεια με τη σχετική μοριακή μάζα της ανόδου και σταδιακά παρακμή. Η αντοχή στην επίδραση του UHMWPE είναι περίπου 2 φορές περισσότερο από το πολυανθρακικό, ABS 5 φορές, PA, παραφορμαλδεΰδη και PBT περισσότερο από 10 φορές.

(2) Αντίσταση τριβής

Η αντοχή στην τριβή του UHMWPE κορυφώνει τον κατάλογο των πλαστικών, αρκετές φορές υψηλότερη από εκείνη του ανθρακούχου χάλυβα και ορείχαλκου και η αντοχή της από την τριβή της μπορεί να βελτιωθεί περαιτέρω με την αύξηση της σχετικής μοριακής μάζας. Το σχήμα 1-1 δείχνει τη σύγκριση της αντίστασης φθοράς μεταξύ UHMWPE και άλλων υλικών. Οι συνθήκες δοκιμής είναι οι εξής: Το κονίαμα αποτελείται από 2 μάζα νερού και 3 μέρη μάζας άμμου. Η ταχύτητα περιστροφής του τεμαχίου είναι 900R/λεπτό. Ο χρόνος λειτουργίας είναι 7h.

Σύγκριση της αντοχής στην τριβή του UHMWPE με άλλα υλικά

Water Absorption Comparison

(3) Αυτοεξυπηρέτηση

Το UHMWPE έχει εξαιρετική αυτο-παραμέτρων και έναν χαμηλό δυναμικό παράγοντα τριβής συγκρίσιμο με αυτόν του PTFE. Ο Πίνακας 1-2 παραθέτει τη σύγκριση του παράγοντα δυναμικής τριβής μεταξύ του UHMWPE και άλλων πλαστικών μηχανικών. Μπορεί να φανεί ότι ο παράγοντας κινητικής τριβής του UHMWPE κάτω από τη λίπανση του νερού είναι το 1/2 του PA66 και POM και υπό μη λυγισμένες συνθήκες είναι δεύτερη μόνο σε PTFE, η οποία έχει την καλύτερη αυτο-λανθάνουσα ιδιοκτησία μεταξύ των πλαστικών. Όταν λειτουργεί σε συρόμενη ή περιστρεφόμενη μορφή, έχει καλύτερη συρόμενη απόδοση από τον χάλυβα και τον ορείχαλκο με την προσθήκη λιπαντικού λαδιού. Επιπλέον, η τιμή του UHMWPE είναι χαμηλή, έτσι στον τομέα της τριβολογίας, θεωρείται ως υλικό τριβής με πολύ καλό λόγο απόδοσης κόστους.

Σύγκριση του παράγοντα δυναμικής τριβής μεταξύ UHMWPE και άλλων πλαστικών μηχανικών

Υλικό	Μη κατακλυσμένος	Νερό λιπασμένος	Λιπασμένος με έλαιο
Uhmwpe	0,10 ~ 0,22	0,05 ~ 0,10	0,05 ~ 0,08
Πτέρυγα	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
Πηνωμένος	0,15 ~ 0,35	0,10 ~ 0,20	0,05 ~ 0,10

(4) αντοχή εφελκυσμού

Η αντοχή στην εφελκυστική απόδοση του UHMWPE σχετίζεται με τη σχετική μοριακή μάζα και πυκνότητα, με την αύξηση της σχετικής μοριακής μάζας και της μείωσης της πυκνότητας, η αντοχή στην εφελκυστική απόδοση μειώνεται επίσης. Ωστόσο, όταν η πυκνότητα είναι 0,94g/cm3 ή η σχετική μοριακή μάζα είναι μεγαλύτερη από 150 × 104, η αλλαγή της αντοχής εφελκυσμού είναι σχετικά μικρή και βασικά τείνει να είναι σταθερή τιμή. Η αντοχή θραύσης εφελκυσμού σχετίζεται μόνο με τη σχετική μοριακή μάζα και η επίδραση της πυκνότητας σε αυτήν είναι βασικά αμελητέα. Σε αντίθεση με την αντοχή στην εφελκυστική απόδοση, με την αύξηση της σχετικής μοριακής μάζας, η αντοχή στη διάσπαση εφελκυσμού αυξάνεται αναλόγως.

3. Ηλεκτρικές ιδιότητες

Το ίδιο με το συνηθισμένο πολυαιθυλένιο, η μοριακή αλυσίδα του UHMWPE αποτελείται μόνο από άνθρακα και υδρογόνο, οι ηλεκτρικές ιδιότητες του UHMWPE είναι ανεξάρτητες από το μέγεθος της σχετικής μοριακής μάζας, έτσι ώστε να έχει εξαιρετικές ιδιότητες ηλεκτρικής μόνωσης. Η αντίσταση του όγκου είναι τόσο υψηλή όσο 1016 ~ 1018Ω-cm και η εφαπτομένη της γωνίας διηλεκτρικής απώλειας είναι (2 ~ 3) × 10-4. 4.

4. Θερμικές ιδιότητες

Η αντίσταση στη θερμότητα του UHMWPE δεν είναι υψηλή, η θερμοκρασία χρήσης είναι γενικά κάτω από 100 ℃. Ωστόσο, λόγω της σχετικής μοριακής μάζας της είναι πολύ μεγάλη, οπότε η θερμοκρασία της θερμικής παραμόρφωσης και το σημείο μαλάκυνσης Vicat είναι υψηλότερο από αυτό του συνηθισμένου HDPE, το σημείο τήξης του UHMWPE (136 ℃) είναι περισσότερο ή λιγότερο το ίδιο με αυτό του συνηθισμένου HDPE, Ωστόσο, το UHMWPE έχει πολύ καλή αντοχή χαμηλής θερμοκρασίας, το καλύτερο μεταξύ όλων των πλαστικών, η θερμοκρασία της βαρύτητας είναι κάτω από -70 ℃, ακόμη και αν η θερμοκρασία υγρού ηλίου (-3 ℃) είναι κάτω από -70 ℃ και η θερμοκρασία της θερμοκρασίας υγρού ηλίου (-4 ℃) είναι κάτω από -70 ℃, και η θερμοκρασία της θερμοκρασίας υγρού ηλίου είναι κάτω από -70 ℃. Η θερμοκρασία της βαρύτητας είναι κάτω από τους -70 ° C και ακόμη και σε υγρές θερμοκρασίες ηλίου (-269 ° C) εξακολουθεί να έχει κάποια αντοχή στην κρούση και αντοχή στην τριβή. Ακόμη και σε υγρή θερμοκρασία ηλίου (-269 ℃), εξακολουθεί να έχει κάποια αντοχή αντίκτυπου και αντοχή στην τριβή. Το εύρος θερμοκρασίας εργασίας είναι από -265 έως 100 ℃ και μπορεί ακόμα να διατηρήσει καλή σκληρότητα και δύναμη χωρίς ευγένεια όταν η θερμοκρασία είναι τόσο χαμηλή όσο -195 ℃, έτσι ώστε να μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε μέρη χαμηλής θερμοκρασίας, αγωγούς και πολύ χαμηλής θερμοκρασίας καταστάσεις όπως η πυρηνική βιομηχανία.

5. Χημική αντίσταση

Το UHMWPE έχει εξαιρετική χημική αντίσταση. Η διαθεάνη, η αιθυλενογλυκόλη, η βενζίνη, το επτάνιο, το εξάνιο, το κυκλοεξάνιο, ο άνθρακας, ισοπεντανόλη, ο αιθυλεστέρας, η μεθυλο ισοβουτυλκινόνη, η βενζολική μεθανόλη κλπ. Περισσότερα από 80 είδη οργανικών διαλύτες όπως οποιοσδήποτε από τους διαλόγους που ανήκει για 30δ, η εμφάνιση, Από την εμφάνιση μη ανώμαλων φαινομένων, την απόδοση των διαφόρων ειδών σχεδόν καμία αλλαγή. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το πολυαιθυλένιο υψηλής μοριακής βάρους δεν έχει λειτουργική ομάδα στη μοριακή δομή και δεν υπάρχει σχεδόν καμία διακλαδισμένη αλυσίδα και διπλός δεσμός καθώς και υψηλή κρυσταλλικότητα. Ωστόσο, δεν είναι σταθερό σε συμπυκνωμένο θειικό οξύ, συμπυκνωμένο υδροχλωρικό οξύ, συμπυκνωμένο νιτρικό οξύ, αλογονωμένους υδρογονάνθρακες και αρωματικούς υδρογονάνθρακες και άλλους διαλύτες και η ταχύτητα οξείδωσης αυξάνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας.

6. απορρόφηση νερού

Ο ρυθμός απορρόφησης νερού του UHMWPE είναι ο μικρότερος μεταξύ των πλαστικών μηχανικών (βλ. Πίνακα 1-3), που οφείλεται στο γεγονός ότι η μοριακή αλυσίδα του UHMWPE αποτελείται μόνο από στοιχεία άνθρακα και υδρογόνου και δεν υπάρχει πολική ομάδα στο μόριο, Έτσι, ο ρυθμός απορρόφησης νερού είναι εξαιρετικά χαμηλός. Ως εκ τούτου, τα προϊόντα δεν θα αλλάξουν σε μέγεθος λόγω απορρόφησης νερού ακόμη και σε υγρό περιβάλλον και ταυτόχρονα δεν θα επηρεάσουν τις μηχανικές ιδιότητες των προϊόντων, όπως η αντίσταση ακρίβειας και τριβής και οι πρώτες ύλες δεν χρειάζονται να στεγνώσει πριν από τη χύτευση και την επεξεργασία.

Απορρόφηση νερού αρκετών κοινών πλαστικών μηχανικών

Όνομα υλικού	Uhmwpe	pa66	pc	pom	abs	ptfe
απορρόφηση νερού%	＜ 0,01	1,5	0,15	0,25	0,20 ~ 0,45	＜ 0,02

7. Εφαρμογές πολυαιθυλενίου πολυεθυλενίου εξαιρετικά υψηλού μοριακού βάρους

Με την καλύτερη συνολική απόδοση, το UHMWPE έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως στους τομείς των μηχανημάτων, των ηλεκτρικών συσκευών, των δοχείων συσκευασίας, του χημικού εξοπλισμού, της μεταφοράς, της αποθήκευσης και των μεταφορών υλικών, της μεταφοράς αγωγών, του ιατρικού και του αθλητικού εξοπλισμού κλπ. Τα κύρια προϊόντα είναι: Σωλήνες, ράβδοι και τελικά προϊόντα. Τα κύρια προϊόντα είναι: πλάκες, σωλήνες, ράβδοι και τελικά προϊόντα, τα οποία περιλαμβάνουν γρανάζια, ρουλεμάν, δακτυλίους, κυλίνδρους, οδηγούς, ολισθητήρες, επενδύσεις και ούτω καθεξής. Από την τεχνολογία επεξεργασίας των προϊόντων μπορεί να χωριστεί σε χύτευση, κατεργασία, εξώθηση, χύτευση με έγχυση, σφράγιση, χύτευση με κυλίνδρους, κυλινδρική, θερμοπλαστική χύτευση επεξεργασίας και χύτευση με σύρμα.