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超高分子量聚乙烯开发应用浅析 超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)是一种新型热塑性工程塑料，它的分子结构和普通聚乙烯完全相同，普通聚乙烯的分子量一般在4 万-12万，而超高分子量聚乙烯可达到100万-400万。 随着分子量的大幅度升高，树脂的某些性能会发生突变，比如耐磨性佳;抗冲击性强，而且在低温时抗冲击强度仍保持较高数值; 自润滑性好等。UHMW-PE可以取代碳钢，不锈钢，青铜等，用于纺织， 造纸，食品机械，运输，陶瓷，煤炭等领域。 目前，世界上超高分子量聚乙烯年生产能力为8万吨。我国UHMW-PE年生产能力为1万吨。世界上UHMW-PE生产及应用至今已有30多年的历史。近10年随着加工技术的不断发展，其产量和消费量不断增长:1989年消耗量为5。0万吨，1995年市场销售量达到6万吨。蒙特尔是世界UHMW-PE主要生产商，它在北美有一家年生产能力为1。6万吨的工厂，1997年其年产能力从1。6万吨增至2。7万吨。目前，蒙特尔在北美拥有47%的市场份额，在其它地区的销售量不是很多。该公司目前研究与开发重点集中在现有产品改性方面。荷兰DMS公司和日本三井公司的UHMW -PE生产规模都比较小。除生产常规牌号外，还提供特殊牌号(如注射成型牌号，纤维牌号和超细UHMW-PE)。 1997年，国际市场UHMW-PE需求量约为6万吨，其中，北美占56%， 西欧占34%。与北美及西欧良好的开发市场相比，UHMW-PE在亚洲的消费量很小，仅占10%。在亚洲各国中，日本年消费量最大，约为2000 吨。 国内于70年代末开始研制超高分子量聚乙烯。当时的研究单位有上海高桥化工厂，安微化工研究院，广州塑料厂等，但皆因技术不过关，树脂分子量只能达到150万左右。北京助剂二厂在年产8000吨低压聚乙烯装置上生产超高分子量树脂，产量从1000吨逐年增加， 目前该厂年生产能力已达1万吨。该厂把研究与开发重点放在改进产品质量方面。目前其产品的内在质量(如分子量，堆密度，抗张强度，断裂伸长率等)可达到日本三井240M，340M和德国赫司特公司 GUR432牌号水平。 1996年我国UHMW-PE总需求量约为2000吨左右，基本由北京助剂二厂供应，产品主要应用在纺织，机械设备，造纸，食品，运输等方面。其中，板材占60%，型材占25%，过滤器材占15%。按用途分，衬里占 60%，造纸行业占15%，过滤器村占15%，其它占10%。 近年来UHMW-PE的加工技术有了重大突破，由最初的烧结压制成型发展到专用设备挤出成型，注射成型，应用领域也不断扩大。如 UHMW-PE已在纺织，造纸，包装，运输，机械，化工，采矿，石油，农业， 建筑，电气，食品，医疗，体育等领域得到了广泛应用。 纺织机械纺织机械是UHMW-PE较早应用的领域。 目前，国外在每台纺织机械上应用的UHMW-PE零件平均有30件左右，如投梭器，打梭棒，齿轮，连结器，扫花杆，缓冲块，偏心块，杆轴套，摆动后梁等零件。 使用超高分子量聚乙烯皮结代替水牛皮结，其耐冲击次数由原料来的100万次增加到500万-600万次。 造纸机械造纸机械是UHMW-PE的主要领域。UHMW-PE磨擦系数低而且耐磨。因此，用它做造纸机上水箱的盖板及刮水板，压密部件， 接头等，可以延长造纸机上聚酯网的寿命，节省更换新网的费用，减少停机造成的损失。此外，UHMW-PE也可用来制造造纸机械的密封轴杆，偏导轮，刮刀，过滤器等部件。目前，造纸工业所需UHMW-PE量占其总消费量的10%。 包装储运UHMW-PE具有优良的化学稳定性和不吸水性，可用作各种溶液存储设备的铺面材料和大型包装容器。特别是UHMW-PE具有无毒，耐水等优点，可作为直接与食品接触的材料，用来制作食品装瓶自动包装线上的零部件，能防止瓶子破裂，减少噪音，提高工作效率。此外，UHMW-PE可制作装煤，水泥，石灰，矿粉，盐，谷物之类粉状材料的料斗，料仓，滑槽的衬里。由于它具有优良的自润滑性及不粘性，可使上述粉状材料对储运设备不发生粘附现象，保证稳定运输。采用UHMW-PE制造煤场和粮食加工厂的输送管道，比金属材料使用寿命提高10-15倍，并且大大降低成本，提高输送效率。 农业及建筑机械UHMW-PE自润滑性优异，泥土在其表不会发生粘着，而且其耐冲击性，耐磨损性优良，用它来制造农业和建筑机械的零部件，可大幅度提高工作效率，减少能耗。用其制造农业收割机的齿轮，比钢制品便宜1/3，而使用寿命延长2倍以上。 此外，UHMW-PE在医疗上还可用于矫形外科零件，人工关节等， 是理想的医用高分子材料。从使用性能上看，由UHMW-PE制成的人工髋关节，耐磨性和安全性比PTFE更为优异。UHMW-PE具有优异的耐低温性能，可应用于各种冷冻机械，并可作为核工业的耐低温部件，也可用作原子能发电站的遮蔽板。