Propiedades básicas de polietileno de peso molecular ultra-alto (UHMWPE)

O polietileno de peso molecular ultra-alto (UHMWPE) refírese xeralmente ao polietileno cunha masa molecular relativa de 150 × 104 ou máis, e é un novo tipo de plásticos de enxeñería. A densidade de UHMWPE cunha masa molecular relativa media de 200 × 104 é de só 0,935g/cm3, que é inferior á de todos os demais plásticos de enxeñaría, xeralmente máis do 50% inferior á de PTFE e máis do 30% inferior á a do paraformaldehído, polo que os seus produtos caracterízanse por peso lixeiro. UHMWPE ten unha variedade de excelentes propiedades mecánicas, propiedades físicas, propiedades químicas, moi resistentes ao desgaste, resistentes á corrosión, resistentes ao impacto, autolubricante, factor de fricción baixa, baixa absorción de auga, non fácil de adherir a obxectos estranxeiros, hixiene e hixiene e hixiene e hixiene e hixiene e hixiene Non toxicidade, reciclaxe e baixa resistencia á temperatura, etc., en particular, a súa resistencia á abrasión é especialmente destacada. As súas carencias son unha mala resistencia á calor, baixa dureza, baixa resistencia á tracción, malas propiedades retardantes de chama.

1. Datos de rendemento de UHMWPE

2. Propiedades mecánicas

(1) Resistencia ao impacto

A forza de impacto de UHMWPE está entre os mellores dos plásticos de enxeñería. UHMWPE pode manter unha excelente resistencia ao impacto incluso a baixa temperatura, e incluso en nitróxeno líquido (-196 ℃), UHMWPE tamén ten unha boa forza de impacto, que é unha característica que outros plásticos non teñen. A súa forza de impacto comeza a aumentar co aumento da masa molecular relativa, a masa molecular relativa de 150 × 104 máis ou menos para alcanzar o seu máximo valor, e logo coa masa molecular relativa do aumento e diminuír gradualmente. A forza de impacto de UHMWPE é aproximadamente 2 veces máis que o policarbonato, ABS 5 veces, PA, paraformaldehído e PBT máis de 10 veces.

(2) Resistencia á abrasión

A resistencia á abrasión de UHMWPE supera a lista de plásticos, varias veces superior á do aceiro e do latón do carbono, e a súa resistencia á abrasión pódese mellorar aínda máis co aumento da masa molecular relativa. A figura 1-1 mostra a comparación da resistencia ao desgaste entre UHMWPE e outros materiais. As condicións de proba son as seguintes: o morteiro está composto por 2 partes de masa de auga e 3 partes masivas de area; A velocidade de rotación da peza de proba é de 900r/min; O tempo de execución é de 7h.

Comparación da resistencia á abrasión de UHMWPE con outros materiais

(3) auto-lubricación

UHMWPE ten unha excelente auto-lubricación e un factor de fricción dinámica baixa comparable ao do PTFE. A táboa 1-2 enumera a comparación do factor de fricción dinámica entre UHMWPE e outros plásticos de enxeñaría. Pódese ver que o factor de fricción cinética de UHMWPE baixo a lubricación de auga é 1/2 do de PA66 e POM, e en condicións non lubricadas é segundo só para PTFE, que ten a mellor propiedade auto-lubricante entre os plásticos. Cando funciona en forma deslizante ou rotativa, ten un mellor rendemento deslizante que o aceiro e o latón coa adición de aceite lubricante. Ademais, o prezo de UHMWPE é baixo, polo que no campo da triboloxía considérase un material de fricción cunha moi boa relación de custo-rendemento.

Comparación do factor de fricción dinámica entre UHMWPE e outros plásticos de enxeñaría

(4) resistencia á tracción

A resistencia ao rendemento da tracción do UHMWPE está relacionada coa masa e a densidade molecular relativa, co aumento da masa molecular relativa e a diminución da densidade, tamén diminúe a resistencia ao rendemento da tracción; Non obstante, cando a densidade é de 0,94g/cm3 ou a masa molecular relativa é superior a 150 × 104, o cambio da resistencia ao rendemento da tracción é relativamente pequeno, e basicamente tende a ser un valor fixo. A forza de rotura da tracción só está relacionada coa masa molecular relativa e o efecto da densidade sobre ela é basicamente insignificante. Ao contrario da resistencia ao rendemento da tracción, co aumento da masa molecular relativa, a forza de rotura da tracción aumenta en consecuencia.

3. Propiedades eléctricas

O mesmo que o polietileno ordinario, a cadea molecular de UHMWPE só está composta por carbono e hidróxeno, as propiedades eléctricas de UHMWPE son independentes do tamaño da masa molecular relativa, polo que ten excelentes propiedades de illamento eléctrico. A súa resistividade ao volume é de 1016 ~ 1018Ω-cm, e a tanxente de ángulo de perda dieléctrica é (2 ~ 3) × 10-4. 4.

4. Propiedades térmicas

A resistencia á calor de UHMWPE non é alta, a temperatura de uso normalmente está por baixo dos 100 ℃. Non obstante, debido á súa masa molecular relativa é moi grande, polo que a súa temperatura de distorsión de calor e o punto de suavización dos vicates son superiores á do HDPE ordinario, o punto de fusión de UHMWPE (136 ℃) é máis ou menos o mesmo que o do HDPE común, Non obstante, UHMWPE ten moi boa resistencia á temperatura baixa, o mellor entre todos os plásticos, a temperatura de incumprimento está por baixo de -70 ℃, aínda que a temperatura do helio líquido (-3 ℃) está por debaixo de -70 ℃ e a temperatura da temperatura do helio líquido (-4 ℃) está por debaixo de -70 ℃ e a temperatura da temperatura do helio líquido está por baixo de -70 ℃. A temperatura de incumprimento está por debaixo de -70 ° C, e incluso a temperaturas de helio líquido (-269 ° C) aínda ten algunha resistencia ao impacto e resistencia á abrasión. Incluso a temperatura de helio líquido (-269 ℃), aínda ten certa resistencia ao impacto e resistencia á abrasión. O rango de temperatura de traballo é de -265 a 100 ℃, e aínda pode manter unha boa dureza e forza sen incumprimento cando a temperatura é tan baixa como -195 ℃, polo que se pode usar en pezas de baixa temperatura, tubaxes e temperatura moi baixa Situacións como a industria nuclear.

5. Resistencia química

UHMWPE ten unha excelente resistencia química. Dietano, etilenglicol, gasolina, heptano, hexano, ciclohexano, disulfuro de carbono, isopentanol, éster de etilo, metil isobutil cetona, benceno metanol, etc. Máis de 80 tipos de disolventes orgánicos como calquera dos solventes imprognados por 30 e aparencia da aparición de fenómenos anómalos, o rendemento dos distintos tipos de case ningún cambio. Isto débese a que o polietileno de peso molecular ultra-alto non ten ningún grupo funcional na estrutura molecular, e case non hai cadea ramificada e dobre enlace nin de alta cristalinidade. Non obstante, non é estable en ácido sulfúrico concentrado, ácido clorhídrico concentrado, ácido nítrico concentrado, hidrocarburos haloxenados e hidrocarburos aromáticos e outros disolventes, e a velocidade de oxidación aumenta co aumento da temperatura.

6. Absorción de auga

A taxa de absorción de auga de UHMWPE é a máis pequena entre os plásticos de enxeñaría (ver táboa 1-3), que se debe a que a cadea molecular de UHMWPE consiste só en elementos de carbono e hidróxeno, e non hai un grupo polar na molécula,, Polo tanto, a taxa de absorción de auga é extremadamente baixa. Polo tanto, os produtos non cambiarán de tamaño debido á absorción de auga nin sequera nun ambiente húmido e, ao mesmo tempo, non afectará ás propiedades mecánicas dos produtos, como a resistencia á precisión e á abrasión, e as materias primas non precisan para secar antes de moldear e procesar.

Absorción de auga de varios plásticos de enxeñería común

7. Aplicacións de polietileno de peso molecular ultra-alto

Co mellor rendemento global, UHMWPE foi moi utilizado nos campos de maquinaria, aparellos eléctricos, envases de envases, equipos químicos, transporte, almacenamento e transporte de materiais, gasodutos, equipos médicos e deportivos, etc. Os principais produtos son: follas, tubos, varillas e produtos acabados. Os principais produtos son: placas, tubaxes, barras e produtos acabados, que inclúen engrenaxes, rodamentos, casquillos, rolos, carrís guía, deslizantes, revestimentos, etc. A partir da tecnoloxía de procesamento dos produtos pódese dividir en moldura, mecanizado, extrusión, moldura por inxección, estampado, moldeo de golpes, moldura de rolos, moldura de procesamento termoplástico e moldura de arame.