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北京化工大学国家大学科技园
项目介绍
超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)
BUCT 注塑成型技术项目介绍
北化科技园
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超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)注塑成型技术

一、概述
超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)通常指粘均分子量在 150 万以上的线性结构聚乙烯(普通聚乙烯的分
子量仅 2~30 万),由于分子量极高,具有其它塑料所无可比拟的耐磨、耐冲击、耐腐蚀、耐低温、自润滑、
吸收冲击能、卫生无毒等综合特性,故被欧美称为“令人惊异的塑料”。UHMW-PE 作为性能优异的新材料,
被列入科技部、外经贸部、财政部、国家税务总局、海关总署共同编制的《中国高新技术产品出口目录》
(“ 6301120、超高分子量聚乙烯材料”),国家科技部和发展计划委员会共同编制的《当前优先发展的高技
术产业化重点领域指南》(“99、工程塑料生产技术及装备和通用塑料高性能化”)。

二、性能与加工
与其它塑料相比,UHMW-PE具有以下优点:
(1)耐磨性:塑料之冠,、聚四氟乙烯的3 .8倍,是碳钢、不锈钢的7~10倍。
(2)冲击强度:在整个工程塑料中名列前茅,是ABS的5倍,聚碳酸酯的2倍,且能在液氮温度下保持,
这是其它任何塑料所没有的特性。
(3)耐化学腐蚀性:除强氧化性酸液外,在一定温度和浓度范围内能耐各种腐蚀性介质(酸、碱、盐)
及有机介质(萘溶剂除外),在20℃和80℃的80种有机溶剂中浸滞30天,外表无任何反常现象,其它物理性
能也几乎没有变化。
(4)冲击能吸收性为最高值,具有良好的消音降噪效果。
(5)富自润滑性,摩擦系数低,在摩擦学领域被评价为“成本/性能理想”的摩擦材料(如表1所示)。
(6)不粘附,抗粘附能力与特氟隆相当。
(7)优良的耐低温性,使用温度可低于-70℃,甚至可在液氮或液氦温度下使用。
(8)不吸水,吸水率仅为尼龙的1%。
(9)完全卫生无毒,得到美国食品及药物行政管理局(FDA)和美国农业部(USDA)的同意,可用于
接触食品和药物。
从表 1 可以看出,除耐热性外,UHMW-PE 可以和“塑料王”—聚四氟乙烯相媲美。由于以上优异的
综合性能,UHMW-PE 已广泛应用于纺织、造纸、包装、运输、机械、化工、采矿、石油、农业、建筑、
电气、食品、医疗、体育及制冷技术等众多领域。
然而,UHMW-PE 由于极高的熔融粘度(熔体指数≈0),难以采用传统的注塑和挤出成型方法进行加工,
长期以来国内外主要采用间歇式的压制烧结法生产板材和一些简单零件,生产效率极为低下,加工的制品
种类有限。北京化工大学塑料机械及塑料工程研究所研制的 UHMW-PE 专用注塑机及其成型工艺、配方技
术,成功地实现了 UHMW-PE 的高效注塑成型,使 UHMW-PE 的加工技术水平跃上一个新的台阶。

表1 UHMW-PE与其它种工程塑料的摩擦系数比较
名称动摩擦系数
自润滑水润滑油润滑
UHMW-PE - - -
聚四氟乙烯 - - -
尼龙66 - 0.