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超高分子量聚乙烯板材的产品如何改性?

2023-05-11

超高分子量聚乙烯板材具有优异的抗冲击性、抗应力开裂性、耐高温蠕变性、低摩擦系数、自润滑性、优异的耐化学腐蚀性、抗疲劳性、噪声阻尼性、抗核辐射性等,工作温度为100~110℃。它具有良好的耐寒性,可在-269℃下使用。密度为0.985g/cm3、分子量为200万的产品具有40MPa的断裂拉伸强度、350%的断裂伸长率、600MPa的弯曲弹性模量和悬臂梁缺口处的连续冲击冲击。磨损(MPC法)20mm。

超高分子量聚乙烯板材

超高分子量聚乙烯板材具有优异的耐磨性、良好的耐低温冲击性、自润滑性、耐水性和耐化学性。其耐热性优于普通PE。其缺点是耐热性(热变形温度)低,加工和成型性能差,外表面的硬度、刚度和抗蠕变性比一般工程塑料低,膨胀系数高。UHMWPE在熔融状态下具有较差的流动性和超高的粘度。它是一种类似橡胶的高粘度弹性体。在早期,它只能通过压制和烧结形成,也可以通过挤压、注塑和吹塑进行加工。


一、超高分子量聚乙烯板材的产品改性:


1、 流动性改性:


① UHMWPE和LCP的共混大大提高了流动性,可以通过单螺杆挤出机进行加工;LCP的加入越多,混合物的流动性越好;


② UHMWPE与PE共混,PE的添加量小于30%,以确保共混物具有良好的加工性能,而不会降低太多优异性能;


③ 在UHMWPE中加入少于10%的聚乙烯蜡、硬脂酸盐和其他添加剂;


④ 当添加3-5%的层状纳米硅酸盐时,UHMWPE的熔体流动指数可达0.2~0.4g/10min;


⑤ 在UHMWPE中加入1%的热解二氧化硅可以作为聚乙烯的成核剂,以提高流动性。


2、 耐磨改性:


添加耦合处理的二硫化钼、石墨、超细炭黑、超细玻璃珠、碳纤维、PTFE等,可以降低摩擦系数,提高耐磨性;橡胶和聚氨酯的加入可以提高摩擦系数。


3、 耐热性改性:


等离子体交联处理后,UHMWPE的温度可提高到200℃;在UHMWPE中填充偶联处理的无机填料(如玻璃珠、硅灰石、滑石粉、云母、碳酸钙等)可以显著提高热变形温度(HDT)。


4、 导热系数改性:


添加铜粉、铝粉、铅粉等金属粉末可以提高UHMWPE的导热性。


二、超高分子量聚乙烯板材的很新应用领域:


1、 饮料和食品机械:使用耐磨性、抗冲击性、非粘附性、卫生性来制造工作板、传送带、齿轮等。


2、 造纸行业:真空箱面板、脱水板、刮板、密封条、切纸机轴套等。


3、 水处理:污泥刮板、螺旋输送机衬板、泥浆泵叶轮、泵轴套、澄清器齿轮和污水处理厂沉淀池衬板。


4、 医疗器械:人体植入物、人工关节、矫形器械和支架、手术器械。


5、 纺织机械:采用抗冲击、耐磨和自润滑性能,如36档齿轮、梭簧架缓冲挡板、轴承衬套等。


6、 汽车制造:UHMWPE产品不仅可以减少零件数量,还可以起到很好的降噪作用。制造商应利用UHMWPE产品的成型特性,尽量整合多个零件,减少数量,并尽量实现一次成型复杂零件的目标。UHMWPE在汽车中的使用量每年都在增加。


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