超高分子量聚乙烯调研报告
超高分子量聚乙烯调研报告
1. 聚乙烯（PE）分类
聚乙烯根据密度、分子量大小可以分为3类。
1.1、低密度PE、中密度PE、高密度PE
低密度聚乙烯（小于0.930克/立方厘米/小于0.0334磅/立方英寸）。
中密度聚乙烯（介于0.930与0.940克/立方厘米之间/介于0.0334与0.0338立方英寸之间）。
高密度聚乙烯（大于0.940克/立方厘米/大于0.0338磅/立方英寸。分子量约为100，000）。
1.2、高分子量PE
高分子量聚乙烯（分子量大于200，000小于500，000）。这种产品是由两种使用催化剂的方法制造而成的：一种是齐格勒方法，这种方法中使用钛催化剂；另一种是菲利普斯方法，这种方法使用铬氧催化剂。这两种方法的技术包括：在不同的压力下进行悬浮、溶解、气相和凝聚，在这些条件下，乙烯基分子通过阴离子聚合形成线状大分子。
1.3、超高分子量PE
超高分子量聚乙烯（密度大于0.940克/立方厘米，即大于0.0338磅/立方英寸，分子量大于100万）。
超高分子量聚乙烯（UHMWPE）是分子量高达100万~600万的一类聚乙烯聚合物，具有的分子链长度是高密度聚乙烯（HDPE）的10～20倍。更长分子链（更高的分子量）赋予了UHMWPE的主要优势在于韧性、耐磨性和抗应力开裂性。由于它是聚乙烯的一种，UHMWPE也具有润滑性、耐化学性和通用HDPE 的优良电性能。长分子链使材料在通用的模塑和挤塑设备上难于加工。加热到熔点以上，UHMWPE变成透明的，但不流动。
UHMWPE虽然属于聚乙烯家族，但因其分子量太高而具有和普通聚乙烯完全不同的性能，所以有人也把UHMWPE划分为一种新型热塑性工程塑料。UHMWPE具有广阔的市场潜力，它的开发成功被普遍认为是20世纪十大科技成果之一。
2. 发展简史
超高分子量聚乙烯的发展史是和聚乙烯的发展史密不可分的。聚乙烯是目前塑料工业中产量最大的品种，最早出现的是高压法生产的低密度聚乙烯，以后又出现了地压法和中压法生产的高密度聚乙烯。1933年英国帝国化学公司首先发现在100-300MPa的高压下，乙烯能聚合成白色蜡状固体及聚乙烯，1937你获得
了高压法聚乙烯专利，1939年开始工业化。1953年德国K.Ziogler发现，用特殊的有机金属化合物做催化剂，可使乙烯在低压、低温下聚合获得高密度聚乙烯。到1957年，德国和美国都采用低压法进行工业化生产。
超高分子量聚乙烯是在发明了低压法聚合高密度聚乙烯才出现的，最早由德国赫斯特公司于1958年开发研制成功，并实现工业化，型号为GUR、VP9255等。其后美国赫尔克斯勒公司和日本三井化学工业株式会社、荷兰DMS公司相继实现了较大规模的工业化生产。目前这几家公司是世界上超高分子量聚乙烯原料的主要生产商。现在世界上最大的超高分子量聚乙烯原料生产厂家是德国赫斯特集团的迪科纳公司，年产四万吨，排名第二的美国蒙特尔公司，排名第三的是我国的北京助剂二厂（生产能力高达1.8万吨），其后是日本三井和荷兰DMS公司。
3. 合成方法
超高分子量聚乙烯的合成方法与普通的高密度聚乙烯类似，多采用齐格勒催化剂，在一定条件下使乙烯聚合即可得到超高分子量聚乙烯。此外还有索尔维法和U.C.C气相法。
(1). 齐格勒低压淤浆法
以TiCl3-Al(C2H5)2Cl或TiCl4-Al(C2H5)2Cl为催化剂，以60℃-120℃馏分的饱和烃为分散介质，在常压或接近常压，75-85℃条件下，使乙烯聚合，变合成相当分子量为100万~600万的超高分子量聚乙烯。超高分子量聚乙烯和普通聚乙烯在聚合上的区别，主要是聚合温度不同、催化剂的浓度不同以及是否加氢（超高分子量聚乙烯聚合时不加氢）。
(2). 索尔维法
是把菲利普斯法所采用的环形反应器和以含镁化合物为载体的齐格勒高效催化剂结合的一种新的方法。索尔维法的催化剂是以氧化镁作为载体，有机金属化合物（如三乙基铝、三异丁基铝、异丁异戊烷基铝等）作为催化剂，改变载体的活化温度，即可调节聚合物的相对分子量。索尔维法工艺是把乙烯、共聚单体、催化剂、氢和己烷(稀释剂)一起加入环形反应器，反应温度60-90℃，反应压力为3MPa，停留时间为2.5-3.0小时。聚合物浆液减压后进入第一汽提塔，出去全部未反应的乙烯和大部分溶剂，聚合物进入第二汽提塔继续脱出残留溶剂，在这两个汽提塔中将催化剂的活性彻底破坏，一面引起聚合。从第二汽提塔出来的浆液（聚合物粉末和水）经离心、干燥、造粒后即得成品。
(3). U.C.C气相法
是美国联合碳化物公司发明的使乙烯在流化床中气相低压聚合，直接制造干粉状聚乙烯的方法。催化剂一般选用有机铬化合物或齐格勒催化剂。聚合反应在
流化床反应器中进行，聚合温度95-105℃，压力为2.1 MPa，停留时间3-5小时。聚乙烯产品通过反应器床层高度来自动出料，聚乙烯粉末灰分含量极低，铬含量小于100mg/kg，所以不经过后处理即可直接造粒得到产品。
4. 超高分子量聚乙烯的性能
UHMWPE极高的分子量赋予其超乎寻常的使用性能，它几乎集中了各种塑料的优点，具有普通聚乙烯和其它工程塑料无可比拟的耐磨、耐冲击、自润滑、耐腐蚀，吸收冲击能、耐低温、卫生无毒、不易粘附、不易吸水、密度较小等综合性能，事实上目前还没有一种单纯的高分子材料兼有如此众多的优异性能。
耐磨性
在目前所有工程塑料中，UHMWPE的耐磨性最好，最引人注目，甚至超过许多金属材料（如碳钢、不锈钢、青铜等）。UHMWPE的耐磨性比尼龙（PA）66和聚四氟乙烯（PTFE）高4倍，比碳钢高7倍，比钢管输送效率提高20%。UHMW-PE管，在强腐蚀和高磨损条件下使用寿命是钢管的4-6倍，而且提高输送效率20%，充分展现了“节能、环保、经济、高效” 的优越性。
耐冲击性
UHMWPE耐冲击性居塑料之首，冲击强度在所有工程塑料中名利前茅。无论是外力强冲击，还是内部压力波动，都难以使其开裂。它的耐冲击性是尼龙66的10倍，聚氯乙烯的20倍，聚四氟乙烯的8倍，ABS的5倍，PC的2倍，且能在液氮温度（-196℃）下保持高韧性，特别是在低温环境，其冲击强度反而达到最高值。
抗老化性
性能稳定，抗老化性好，地面、地下埋没均可，50年不老化。按ASTM方法（负荷4.6kg/cm2）,热变形温度为85℃，使用温度可达90℃，特殊情况下，允许在更高的温度下使用。UHMWPE是一种韧性极好的材料，它的耐低温性能也非常优异，在-269℃低温下，仍具有一定的延展性，而没有脆裂迹象。
电性能
体积电阻大，达1017-18SL-CM，击穿电压达50KV/MM，介电常数为2.3。在较宽的温度及频率范围内，适宜用作电气工程的结构材料。
自润滑性
有极低的磨擦因数（0.05-0.11）故自润滑性优异，动磨擦因数在水润滑条件下是PA66和POM的1/2，在无润滑条件下仅次于自润滑最好的聚四氟乙烯（PTFE）当它以滑动或转动形式工作时，比钢和黄铜添加润滑剂的润滑性还要好，因此在磨擦学领域被誉为成本性能非常理想的磨擦材料。
耐腐蚀性
具有优良的耐化学药品性，除强氧化性酸液外，在一定温度下和深度范围内能耐各种腐蚀性介质（如：酸、碱、盐）及有机介质（荼溶剂除外），在80℃的浓盐酸、75%的浓硫酸、20%的硝酸中性能稳定。在其它20℃和80℃的80种有机溶剂中浸渍30天，外表无任何反常现象，其它物理性能也几乎没有变化。
冲击能吸收性
UHMW-PE具有优异的冲击能吸收性，冲击能吸收值在所有的塑料中最高，因而噪声阻尼性很好，具有优良的消音效果。
耐低温
UHMWPE具有优异的耐低温性能，在液氦温度（-269℃）下仍具有延展性，因而能够用作核工业的耐低温部件。值得指出的是，它在液氮中（-196℃）也能保持优异的冲击强度，这一特性是其它塑料所没有的。
卫生无毒性
UHMW-PE卫生无毒。在食品加工工业，UHMW-PE的自润滑性、易净化、低气味、味道传递性和耐沸水性得到利用。完全符合日本卫生协会的标准，并得到美国食品及药物行政管理局和美国农业部认可，已符合FDA和USDA要求。可用于接触食品和药物，可替代昂贵的不锈钢材料。
不粘性：
UHMWPE表面吸附力非常微弱，其抗粘附能力仅次于塑料中不粘性最好的PTFE，因而制品表面与其它材料不易粘附。
憎水性
UHMWPE吸水率很低，一般小于0.01%，为PA66的1%，因而成型加工前不必干燥，制品在潮湿环境中不会因吸湿而发生尺寸变化。
不足之处
与其它工程塑料相比，UHMW-PE耐热性能和硬度偏低，但可以通过“填充”和“交联”等改善。
5. UHMWPE的加工
5.1一般加工技术
(1)压制烧结
压制烧结是UHMWPE最原始的加工方法。此法生产效率颇低，易发生氧化和降解。为了提高生产效率，可采用直接电加热法；另外，Werner和Pfleiderer 公司开发了一种超高速熔结加工法，采用叶片式混合机，叶片旋转的最大速度可达150m/s，使物料仅在几秒内就可升至加工温度。
(2)挤出成型
挤出成型设备主要有柱塞挤出机、单螺杆挤出机和双螺杆挤出机。双螺杆挤
出多采用同向旋转双螺杆挤出机。
60年代大都采用柱塞式挤出机，70年代中期，日、美、西德等先后开发了单螺杆挤出工艺。日本三井石油化学公司最早于1974年取得了圆棒挤出技术的成功。北京化工大学于1994年底研制出Φ45型UHMWPE专用单螺杆挤出机，并于1997年取得了Φ65型单螺杆挤出管材工业化生产线的成功。
(3)注塑成型
日本三井石油化工公司于1974年开发了注塑成型工艺，并于1976年实现了商业化，之后又开发了往复式螺杆注塑成型技术。1985年美国Hoechst公司也实现了UHMWPE的螺杆注塑成型工艺。北京塑料研究所1983年对国产XS-ZY-125A型注射机进行了改造，成功地注射出啤酒罐装生产线用UHMWPE 托轮、水泵用轴套，1985年又成功地注射出医用人工关节等。
(4)吹塑成型
UHMWPE加工时，当物料从口模挤出后，因弹性恢复而产生一定的回缩，并且几乎不发生下垂现象，故为中空容器，特别是大型容器，如油箱、大桶的吹塑创造了有利的条件。UHMWPE吹塑成型还可导致纵横方向强度均衡的高性能薄膜，从而解决了HDPE薄膜长期以来存在的纵横方向强度不一致，容易造成纵向破坏的问题。
5.2特殊加工技术
（1）冻胶纺丝
以冻胶纺丝—超拉伸技术制备高强度、高模量聚乙烯纤维是70年代末出现的一种新颖纺丝方法。荷兰DSM公司最早于1979年申请专利，随后美国Allied 公司、日本与荷兰联合建立的Toyobo-DSM公司、日本Mitsui公司都实现了工业化生产。中国纺织大学化纤所从1985年开始该项目的研究，逐步形成了自己的技术，制得了高性能的UHMWPE纤维。
（2）润滑挤出(注射)
润滑挤出(注射)成型技术是在挤出(注射)物料与模壁之间形成一层润滑层，从而降低物料各点间的剪切速率差异，减小产品的变形，同时能够实现在低温、低能耗条件下提高高粘度聚合物的挤出(注射)速度。
（3）辊压成型
辊压成型是一种固态加工方法，即在UHMWPE的熔点以下对其施加一很大的压力，通过粒子形变，有效地将粒子与粒子融合。主要设备是一带有螺槽的旋转轮和一带有舌槽的弓形滑块，舌槽与螺槽垂直。在加工过程中有效地利用了物料与器壁之间的摩擦力，产生的压力足够使UHMWPE粒子发生形变。在机座末端装有加热支台，经过模口挤出物料。如将此项辊压装置与挤压机联用，可使加
工过程连续化。
（4）热处理后压制成型
把UHMWPE树脂粉末在140℃～275℃之间进行1min～30min的短期加热，发现UHMWPE的某些物理性能出人意料地大大改善。用热处理过的UHMWPE 粉料压制出的制品和未热处理过的UHMPWE制品相比较，前者具有更好的物理性能和透明性，制品表面的光滑程度和低温机械性能大大提高了。
（5）射频加工
采用射频加工UHMWPE是一种崭新的加工方法，它是将UHMWPE粉末和介电损耗高的炭黑粉末均匀混合在一起，用射频辐照，产生的热可使UHMWPE 粉末表面发生软化，从而使其能在一定压力下固结。用这种方法可在数分钟内模压出很厚的大型部件，其加工效率比目前UHMWPE常规模压加工高许多倍。
（6）凝胶挤出法制备多孔膜
将UHMWPE溶解在挥发溶剂中，连续挤出，然后经一个热可逆凝胶/结晶过程，使其成为一种湿润的凝胶膜，蒸除溶剂使膜干燥。由于已形成的骨架结构限制了凝胶的收缩，在干燥过程中产生微孔，经双轴拉伸达到最大空隙率而不破坏完整的多孔结构。这种材料可用作防水、通氧织物和耐化学品服装，也可用作超滤/微量过滤膜、复合薄膜和蓄电池隔板等。与其它方法相比，由此法制备的多孔UHMWPE膜具有最佳的孔径、强度和厚度等综合性能。
6. UHMWPE的应用
由于UHMWPE具有许多独特的性能,因而能够满足许多产业部门对材料的特殊要求，应用领域不断扩大，充分显示出这种材料的巨大优越性。UHMWPE 主要用于生产管材、型材、纤维、中空制品和注塑制品，目前已在纺织、造纸、包装、运输、机械、化工、采矿、石油、农业、建筑、电气、食品、医疗、体育等领域得到广泛应用，并开始进人常规兵器、船舶、汽车等领域，今后还将扩大到其他新的领域。
（1）耐磨输送管道：可用于煤、矿粉、水泥、石灰、盐、粮食的输送管道，耐磨性能比金属高10~50倍。
（2）机械零件：主要利用其耐磨性来制造低负荷部件，比如纺织机械中的投梭棒、打梭棒、齿轮、连接器、扫花杆、缓冲块、偏心块等，机床中的导轨、滑轨、摩擦轮等。
（3）衬里材料：UHMWPE的力学性能不高，常用作金属的衬里材料，将金属的强度和UHMWPE的耐磨性结合在一起。
（4）医用材料：UHMWPE的生理相容性好、耐腐蚀性好，常用于矫形外
科零件、人工关节等。
（5）高强度UHMWPE纤维：是一种新近开发的材料。这种纤维已用于竞赛帆船，这里要求材料具有抗霉变性和制成的零件具有尺寸稳定和重量轻的综合性能。这种纤维也用作复合结构的增强材料。
（6）其它制品：UHMWPE耐辐射性好，可用于制造核电站遮盖板；冲击强度高，可用于制造防弹衣、滑冰、滑雪板等。
7. 结论及建议
1. UHMWPE具有广阔的市场潜力，基于其优异的性能广泛应用于纺织、造纸、包装、运输、机械、化工、采矿、石油等领域。
2. 目前国内生产UHMWPE的企业不多，主要是北京化工助剂二厂、中石化齐鲁石化公司等企业。国外生产UHMWPE的企业主要是德国赫斯特集团的迪科纳公司、美国蒙特尔公司、日本三井、荷兰DMS公司等公司。目前国内产品在产品质量方面较国外产品还有一定差距。
3. UHMWPE主要用于生产管材、型材、纤维、中空制品和注塑制品。在下游产品开发上，高性能的超高分子量聚乙烯纤维具有广阔的市场前景。
4. 建议加强对超高分子量聚乙烯改性的研究，如加工流动性、成型工艺、交联改性、填料改性等，生产高性能超高分子量聚乙烯。
报告人杜吉勇
2010.12.29
超高分子量聚乙烯(UHMWPE)-化学化工论坛
超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是一种综合性能优异的新型热塑性工程塑料，它的分子结构与普通聚乙烯(PE)完全相同，但相对分子质量可达(1-4)×106。随着相对分子质量的大幅度升高，UHMWPE表现出普通PE所不具备的优异性能，如耐磨性、耐冲击性、低摩擦系数、耐化学性和消音性等。 由于UHMWPE分子链很长，易发生链缠结，熔融时熔体黏度高达108Pa?s，熔体流动性差且临界剪切速率很低，因此容易导致熔体破裂，使其成型加工困难。为改善UHMWPE 的加工成型性能，需要对其流动性进行改性，而物理改性是主要的手段。 1UHMWPE的物理改性 物理改性不改变分子构型，但可以赋予材料新的性能。目前常用的物理改性方法主要有1)将UHMWPE与低熔点、低黏度的树脂共混改性；(2)加入流动改性剂，以降低UHMWPE 的熔体黏度，改善其加工性能，使之能在普通挤出机和注射机上加工；(3)液晶高分子原位复合材料改性等。 1.1共混改性 共混改性是改善UHMWPE熔体流动性最有效、简便的途径。共混时所用的第二组分主要是指低熔点、低黏度的树脂，如低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)、聚酰胺(PA)、聚酯等。目前使用较多的是HDPE和LDPE。当共混体系被加热到熔点以上时，UHMWPE就会悬浮在第二组分的液相中，形成可挤出、可注射的悬浮体物料。 将UHMWPE与LDPE(或HDPE)共混可使其成型加工性能获得显著改善。但共混体系在冷却过程中会形成较大的球晶，球晶之间有明显的界面。在这些界面上存在着由分子链排布不同引起的内应力，由此会导致产生裂纹，所以与基体聚合物相比，共混物的拉伸强度有所下降。当受外力冲击时，裂纹会很快沿球晶界面发展而断裂，引起冲击强度降低。为保持共混体系的力学性能，可以采用加入适量成核剂，如硅灰石、苯甲酸、苯甲酸盐、硬脂酸盐、己二酸盐的方法阻止其力学性能下降。 Dumoulin等对UHMWPE与中相对分子质量聚乙烯(MMWPE)的共混物进行了研究。在双辊混炼温度175℃，混炼时间10min；密炼温度185-200℃，密炼时间10min的条件下，制备了UHMWPE含量小于或等于6%(质量分数，以下同)的共混物。在上述条件下制备的共混物的流变性能得到极大改善。 Veda等对UHMWPE与MMWPE的共混物进行了研究。结果表明，UHMWPE与MMWPE 在给定条件下能共结晶。但加入MMWPE后，共混物的冲击性能、耐磨性能有所下降。为保持力学性能，在共混体系中加入成核剂。 专利介绍了一种UHMWPE共混改性方法。将70%的UHMWPE与30%的PE共混，用共混物挤出的制品拉伸强度为390MPa，断裂伸长率为290%，用带缺口试样进行Izod冲击试验时，试样不断裂。 专利报道，将79.18%的UHMWPE(相对分子质量3.5×106)，19.19%的普通PE(相对分子质量6.0×105)，0.13%的成核剂(热解硅石，粒径5-50μm，表面积100-400m2/g)熔融混合，所得共混物可在普通注射机上成型，产品的抗冲击性、耐磨性等物理机械性能优于不加成核剂的共混物。 Vadhar等对UHMWPE与线型低密度聚乙烯(LLDPE)共混物进行了研究。采用同步和顺序投料方式，在密炼机、混料机中制备UHMWPE与LLDPE共混物。同步投料即在密炼温度180℃时，将两种组分同时加入密炼机内混炼；顺序投料即在250℃时先将UHMWPE树脂加入混料机中混炼，然后将其冷却到180℃，再加入LLDPE继续混炼。 实验结果表明，投料方式对共混物的流变性能和力学性能影响极大。差示扫描量热及小角激光散射图像分析仪分析表明，顺序投料方式制备的共混物中，UHMWPE和LLDPE组分之间发生共结晶现象而且两种组分的混合均匀程度优于同步投料方式制备的共混物。由于
超高分子量聚乙烯板材的英文缩写是UHMW-PE板。
超高分子量聚乙烯板材的英文缩写是UHMW-PE板。 超高分子量聚乙烯板的起源是美国。也就是说是美国人发明并制作了超高分子量聚乙烯板材。超高分子量聚乙烯板材是一种热性工程塑料，它的制作工艺是填料-加热-加压-降温-出模。虽然看起来制作很简单，其实不然超高分子量聚乙烯板制作必须有一定的经验和独特工艺，尤其是原料配比和加热和冷却时间直接影响超高分子量聚乙烯板的性能。 超高分子量聚乙烯板的特性：重量轻、抗冲击、耐磨损、耐腐蚀、抗紫外线、耐老化、摩擦系数小、无毒性、无污染、不易沾附异物、能吸收震动和噪音等优良性能。是替代金属材料的最佳材料。用超高分子量聚乙烯板加工制作的产品其他性能由于现有的金属制品。 Ultra high molecular weight polyethylene sheet English abbreviation is UHMW-PE board. The origin of ultra high molecular weight polyethylene board is USA. That is an American invention and production of ultra high molecular weight polyethylene sheet. Ultra high molecular weight polyethylene sheet is a kind of thermoplastic engineering plastic, its production process is packing - heating - pressure - temperature - die. Although it is made very simple, actually otherwise ultra high molecular weight polyethylene board production must have certain experience and unique technology, especially the ratio of raw materials and the heating and cooling time directly affect the performance of ultra high molecular weight polyethylene plate. Properties of ultrahigh molecular weight polyethylene board: light weight, impact resistance, abrasion resistance, corrosion resistance, ultraviolet resistance, aging resistance, low friction coefficient, non-toxic, non polluting, not easy adhesion, excellent performance of foreign body can absorb the vibration and noise etc.. Is the best material instead of metal material. Use the plate to manufacture products of other properties of ultra high molecular weight polyethylene due to metal products available UHMW-PE 聚乙烯是目前产量最大、应用最广的塑料品种之一，约占世界塑料总产量的30%。其中，LDPE、HDPE以及被称为第三代聚乙烯的LLDPE等均属于热塑性通用塑料，唯有分子量高达150万以上的UHMEPE，因物理力学性能优异而作为工程塑料应用。根据美国菲利普石油公司的划分方法，分子量在150万
超分子量聚乙烯生产工艺及加工成型
超分子量聚乙烯生产工艺及加工成型 集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#
超分子量聚乙烯生产工艺及加 工成型 学院（系）化工与环境学院 专业：化学工程与技术 学生姓名 学号 日期： 2015-11
摘要 本文探讨了超分子量聚乙烯的一些特点以及制备方法。关键词聚乙烯，超分子量，制备
目录
第1章绪论 1.1. 研究背景 超高分子量聚乙烯（ＵＨＭＷ－ＰＥ）塑料合金具有优异的物理和机械性能，能替代金属在离心泵和轴承等机械领域中的广泛应用。超高分子量聚乙烯的分子量对其物理机械性能有着很大影响。超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是一种性能卓越的工程塑料,同众多的聚合材料相比,具有其它工程塑料所无法比拟的耐冲击性、耐磨损性、耐化学药品性、耐低温性、耐应力开裂性、抗粘附能力,优良的电绝缘性、自润滑性及安全卫生等性能,可以代替碳钢、不锈钢、青铜等材料广泛地应用于体育、纺织、采矿、化工、包装、建筑、机械、电气、医疗等领域。超高分子量聚乙烯性能卓越、加工困难,是一种正在迅速崛起的工程性热塑性塑料。由于加工困难,国内外超高分子量聚乙烯的应用多集中在压制产品上,但是材料学家们从来没有停止过对超高分子量聚乙烯挤出制品的探讨。超高分子量聚乙烯的卓越性能源自于它具有极高的分子量,因此对超高分子量聚乙烯改性成功与否的判定在很大程度上取决于其制品的分子量保留的程度和在低温下的冲击韧性。 1.2. 超高分子量聚乙烯简介 超高分子量聚乙烯纤维有着高取向度,高结晶度,强力、模量高,抗冲击,耐腐蚀,耐光照,耐挠曲,耐磨损等优点。它的密度比水小,介电性能好。超高分子量聚乙烯纤维的缺点是使用温度不高,耐氧化性能差,抗蠕变性能差,表面加工困难。正是超高分子量聚乙烯纤维自身所具有的这些特点,它在抗冲击防护,低温,耐压,海洋工程,渔业等领域有着广泛地使用。 1.3. 超高分子量聚乙烯特点 1、极高的耐磨特性超高管的分子量高达200万以上，磨耗指数最小，使它具有极高的抗滑动摩擦能力。耐磨性高于一般的合金钢倍，不锈钢的倍。是酚醛树脂的倍，尼龙六的6倍，聚乙烯的4倍，大幅度提高了管道的使用寿命。
超高分子量聚乙烯的特性
超高分子量聚乙烯的特性 1、极高的耐磨特性超高管的分子量高达200万以上，磨耗指数最小， 使它具有极高的抗滑动摩擦能力。耐磨性高于一般的合金钢6.6倍，不锈钢的27.3倍。是酚醛树脂的17.9倍，尼龙六的6倍，聚乙烯的4倍，大幅度提高了管道的使用寿命。 2、极高的耐冲击性在现有的工程塑料中超高分子量管道的冲击韧性 值最高，许多材料在严重或反复爆炸的冲击中会裂纹、破损、破碎或表面应力疲劳。本产品按GB1843标准，进行悬臂梁冲击实验达到无破损，可承受外力强冲击、内部超载、压力波动。 3、耐腐蚀性UHMW-PE是一种饱和分子团结构，故其化学稳定性极高，本 产品可以耐烈性化学物质的侵蚀，除对某些强酸在高温下有轻微腐蚀外，在其它的碱液、酸液中不受腐蚀。可以在浓度小于80%的浓盐酸中应用，在浓度小于75%的硫酸、浓度小于20%的硝酸中性能相当稳定。 4、良好的自润滑性由于超高分子量聚乙烯管内含蜡状物质，且自身 润滑很好。摩擦系数（196N，2小时）仅为0.219MN/m（GB3960）。自身滑动性能优于用油润滑的钢或黄铜。特别是在环境恶劣、粉尘、泥沙多的地方，本品的自身干润滑性能更充分的显示出来。不但能运动自如，且保护相关工件不磨损或拉伤。 5、独特的耐低温性超高分子量聚乙烯管道耐低温性能优异，其耐冲 击性、耐磨性在零下269摄氏度时基本不变。是目前唯一可在接近绝对零度的温度下工作的一种工程塑料。同时，超高分子量聚乙烯管道的适温性宽，可长期在-269℃到80℃的温度下工作。 6、不易结垢性超高分子量聚乙烯管由于摩擦系数小和无极性，因此具 有很好的表面非附着性,管道光洁度高。现有的材料一般在PH值为9以上的介质中均结垢，超高分子量聚乙烯管则不结垢，这一特性对火电站用于排粉煤灰系统有重大意义。在原油、泥浆等输送管道方面也非常适用。 7、寿命长超高分子量聚乙烯分子链中不饱和基因少，抗疲劳强度大于50 万次，耐环境应力开裂性最优，抗环境应力开裂>4000h ，是PE100的2倍以上 ,埋地使用50年左右，仍可保持70%以上的机械性能。 8、安装简便超高分子量聚乙烯（UHMW----PE）管道单位管长比重仅为 钢管重量的八分之一，使装卸、运输、安装更为方便，且能减轻工人的劳动强度，UHMW-PE管道抗老化性极强，50年不易老化。不论地上架设，还是地下埋设均可。安装时无论是焊接或者是法兰连接均可，安全可靠、快捷方便、无需防腐、省工省力，充分体现出使用超高分子量聚乙烯管道“节能、环保、经济、高效”的优越性。
超高分子量聚乙烯(UHMWPE)的应用及加工技术
《燕山石化公司2012年度情报论文第号》 超高分子量聚乙烯（UHMWPE）的应用及加工 技术 伟超
树脂应用研究所2012.12.27
目录 1.UHMWPE的性能及应用 (1) 1.1 UHMWPE的性能 (1) 1.2 UHMWPE的应用 (2) 1.2.1 以耐磨性和耐冲击性为主的应用 (2) 1.2.2 以自润滑性和不粘性为主的应用 (3) 1.2.3 以耐腐蚀性和不吸水性为主的应用 (4) 1.2.4 以卫生无毒性为主的应用 (4) 2.UHMWPE的加工特点及加工技术 (4) 2.1 UHMWPE的加工特点 (4) 2.2 UHMWPE的加工技术 (5) 2.2.1 模压成型 (5) 2.2.2 挤出成型 (5) 2.2.3 注塑成型 (7) 2.2.4 UHMWPE纤维的纺丝工艺 (8) 2.3 几种新型挤出方法 (10)
2.3.1 UHMWPE的近熔点挤出技术 (10) 2.3.2 超高分子量聚乙烯加工中的亚稳性现象 (11) 2.3.3 气体辅助挤出成型技术 (11) 2.3.4 超支化聚(酯－酰胺)对UHMWPE的加工流动改性 (12) 2.3.5 数值模拟UHMWPE的柱塞挤出 (12) 3.结论 (13) 参考文献 (14)
超高分子量聚乙烯（UHMWPE）的应用及加工技术摘要：超高分子量聚乙烯（UHMWPE）是一种具有优异综合性能的热塑性工程塑料，广泛应用在纺织、造纸、包装、运输、化工、采矿、石油、建筑、电气、食品、医疗、体育、船舶、汽车等领域。由于其相对分子质量大，UHMWPE具有流动性差，临界剪切速率低，分子链易发生断裂等特点，加工困难。本文对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)的应用及模压成型、挤出成型、注塑成型、纺丝等加工技术进行了介绍，并特别介绍了近熔点挤出、气体辅助挤出、超支化合物改性等几种较为新颖的UHMWPE加工技术。 关键词：UHMWPE，加工，进展，应用 超高分子量聚乙烯（UHMWPE）是一种具有优异综合性能的热塑性工程塑料。最早由美国Allied Chemical公司于1957年实现工业化，此后德国Hercules公司、日本三井石油化学公司等也相继投入工业化生产。我国高桥化工厂于1964年最早研制成功并投入工业化生产，20世纪70年代后期又有塑料厂和助剂二厂投入生产。目前，各国树脂的生产都是采用齐格勒型高效催化剂低压法合成的。 1.UHMWPE的性能及应用 1.1 UHMWPE的性能[1] 1.磨耗性能 UHMWPE的耐磨耗性能居塑料之首，比尼龙66和聚四氟乙烯高4倍，比碳钢高5倍。 2.冲击性能 UHMWPE的冲击强度是市售工程塑料中最高的，为聚碳酸脂（PC）的2倍，ABS的5倍，且能在液氮温度（－℃）下保持高韧性。 3.润滑性能
超高分子量聚乙烯市场分析报告修订稿
超高分子量聚乙烯市场 分析报告 集团档案编码：[YTTR-YTPT28-YTNTL98-UYTYNN08]
超高分子量聚乙烯（U H M W P E）市场分析报告 1国外生产状况 国际市场上，超高分子量聚乙烯（UHMWPE）生产企业主要有德国的Ticona公司、巴西的Polialden公司、荷兰的DSM公司和日本三井化学公司等。其中，Ticona公司生产能力为11万吨/年（含在中国独资企业产能），Polialden为4.5万吨/年，DSM为1万吨/年，全球总生产能力超过20万吨/年。Ticona公司是全球最大的UHMWPE生产厂，约占全球50%市场份额，可以生产适用于板材、异型材、蓄电池隔板、纤维、过滤器材等各种规格、牌号的产品，种类齐全，并覆盖全球市场。DSM公司的特长是能生产特殊牌号的UHMWPE树脂，如：超细料及纤维料等，并且以自用为主，产品基本不外销。巴西Polialden公司主要是接管了原美国MONTELL的经营业务，发展速度很快，能为用户稳定提供分子量在300万—600万的原料，主要用于生产板材和异型材，占据北美市场。 国外超高分子量聚乙烯的主要生产商见表1。 表1国外超高分子量聚乙烯的主要生产商及产品牌号 1.1德国Ticona公司 Ticona公司是德国化学品集团塞拉尼斯(CELANESE)的工程聚合物业务子公司，生产能力为11万吨/年，可以生产适用于板材、异型材、蓄电池隔板、纤维、过滤器材等各种规格、牌号的产品，注册商标为Hostalen。其主要产品牌号见表2。
表2Ticona公司主要产品牌号 1.2巴西Polialden公司 Polialden公司是巴西Braskem公司的下属子公司，于2002年购买了Basell公司的UHMWPE 技术，在切换式HDPE装置上生产这种聚合物。2004年，巴西Braskem公司扩大位于巴西Bahia 州Camacari的UHMWPE装置能力，产能从3万吨/年扩增至4.5万吨/年，新增产能于2005年初投用。Braskem公司的主要产品牌号见表3。 表3Braskem公司的主要产品牌号
超高分子量聚乙烯纤维的发展
超高分子量聚乙烯纤维的发展 在总结阐述超高分子量聚乙烯纤维概念、用途的基础上，分析其在国内外不同国家的发展与应用现状，并重点阐释其在我国的产生、发展历程及取得的巨大成果;对世人了解我国超高分子量聚乙烯纤维发展状况，具有重要的释疑意义。 1超高分子量聚乙烯纤维概述 超高分子量聚乙烯纤维是继碳纤维和芳纶纤维之后的世界第三代高强、高模、高科技的特种纤维。超高分子量聚乙烯纤维在水中的自由断裂长度可以延伸至无限长，而在相同粗细的情况下，超高分子量聚乙烯纤维能承受8倍于钢丝绳的最大质量，在军事、工业、航空、航天等领域均有重要应用。超高分子量聚乙烯纤维最重要的功能就是能够起到防弹、防刺的作用，用其制作的防弹衣质量、强度与传统的防弹衣相比都要轻得多，强度也高很多。超高分子量聚乙烯纤维若按质量计算其强度，要比芳纶高出40%，可以称之为当今世界上强度最高的聚乙烯纤维。在世界三大特种纤维中，超高分子量聚乙烯纤维质量最轻，化学稳定性也最好，而且具有耐磨、耐弯曲性能、张力疲劳性能以及抗切割性能。但超高分子量聚乙烯纤维在世界上也属于稀缺物资，其生产技术难度是很大的，目前，在国际上只有美国、荷兰、日本的三家化工公司能够进行工业化生产，而国内年产量则较少，多存在装置规模小等问题。据预测，在未来10年，世界对超高分子量聚乙烯纤维的年需求量将达到20万吨以上，市场发展潜力巨大。在我国，其已被列为国家"十一五"期间重点研发产品。 2国外超高分子量聚乙烯纤维生产与发展现状 1)超高分子量聚乙烯纤维在荷兰的发展 荷兰帝斯曼公司是世界上生产迪尼玛品牌高性能聚乙烯纤维的最大厂商。该公司于2006年在美国北卡罗来纳州建成并投产了高强聚乙烯纤维迪尼玛的生产线，这是该公司的第三次扩产扩能，这就使该公司生产超高分子量聚乙烯纤维的生产线数量达到了9条。自此，其在全球的迪尼玛纤维生产能力提高了约18%，达到了4700吨/年。而主要应用于单向防弹板制作的此类纤维生产能力则提高25%，达到了2500吨/年。目前，北卡罗来纳州的格里维尔装置可以向全球用户生产供应这种纤维，但必须首先满足美国军事工业的需要。世界对该种纤维的需求正在快速的增长。 2)超高分子量聚乙烯纤维在美国、日本等国家的发展
超高分子量聚乙烯特性
超高分子量聚乙烯英文名ultra-high molecular weight polyethylene(简称UHMWPE),是分子量100万 以上的聚乙烯。 分子式:—(—CH2-CH2—)—n—,密度:0.936~0.964g/cm3。热变形温度 (0.46MPa)85℃,熔点130~136℃。 UHMWPE性质特点为:极好的耐磨性,良好的耐低温冲击性、自润滑性、无毒、耐水、耐化学药品性,耐热性优于一般PE,缺点是耐热性(热变形温度)低、加工成型性差,外表面硬度,刚性,耐蠕变性不如一般工程塑料,膨胀系数偏大。UHMWPE流动性差,熔融状态下粘度极高,是呈橡胶状的高粘弹性体,早期仅能用压制和烧结方法成型,目前也可用挤出、注塑和吹塑方法加工。 特殊功能 机械性能高于一般的高密度聚乙烯。具有突出的抗冲击性、耐应力开裂性、耐高温蠕变性、低摩擦系数、自润滑性,卓越的耐化学腐蚀性、抗疲劳性、噪音阻尼性、耐核辐射性等。 使用温度100~110℃。耐寒性好,可在-269℃下使用。密度0.985g/cm3,分子量200万的产品,其断裂拉伸强度40MPa,断裂伸长率350%,弯曲弹性模量600MPa,悬臂梁缺口冲击冲不断。磨耗量(MPC法)20mm。 应用领域 UHMWPE可以代替碳钢、不锈钢、青铜等材料用于纺织、造纸、食品机械、运输、医疗、煤矿、化工等部门。如纺织工业上技梭器、打梭棒、齿轮、联结、扫花杆、缓冲块、偏心块、杆轴套、摆动后果等耐冲击磨损零件。造纸工业上做箱盖板、刮水板、压密部件、接头、传动机械的密封轴杆、偏导轮、刮刀、过滤器等;运输工业上做粉状材料的料斗、料仓、滑槽的衬里。
超高分子量聚乙烯板安装技术
超高分子量聚乙烯衬板使用安装技术 一、本衬板特点和功能 1、本衬板具有较高的分子量，产品性能优越，质量可靠，适用性强，范围广等特点。 2、具有较强的高耐磨性、自润滑、搞冲击、不粘结、卫生、耐酸碱，减少劳动强度等优点。 3、本聚乙烯衬板具有极好的滑动性能，吸水率低，不受湿物料影响，磨擦系数极低，抗物料冲击，不会出现裂纹，是理想的防粘、防堵衬里材料。 二、使用注意事项 1、衬板安装时，应先清理料仓板面，应无杂物，防止安装时装衬板不平整，造成衬板与仓面接触有空隙，出现衬板被料挤脱。 2、衬板勿用铁器猛砸，使衬板表面出现坑坑洼洼，影响自润性能。 3、安装衬板的部位，不能用电焊，氧焊作业，如确实不用不行，应在电焊或氧焊时必须有专人不间断在仓面和衬板的接触之间洒水，以免引起火灾，造成严重后果。 4、不能直接撬衬板与仓面接触的部位，防止衬板与螺丝分家，造成衬板损坏或脱落，影响正常生产。 5、衬板不能在高于100o C的温度使用，若温度高衬板变形，影响使用年限或不能使用。 6、衬板不能在经常出现明火的地方使用，若想使衬板有一定的形状，可用手锯加工成形，再利用衬板本身所具有极强的韧性，采用螺
栓等方法固定，使衬板达到使用满意。 7、衬板可在负几十度的温度下使用，不会降低使用年限或损坏。 三、衬板安装说明 VHMW—PE衬板与钢板连接时的安装方法： 1、焊接式： 本安装方法实用于金属煤仓：料斗等专用料仓，金属仓部的内衬安装。安装时首先按所安装部位需要衬板的大小形状用合金锯切开，在超高板上用电钻打与焊垫下部大小一样直径的洞眼，再用本安装公司所专制的与焊垫上部直径大小的钻头在所打的洞眼上重打上一个能把焊垫沉到板材内的沉头孔一个。然后把超高板用射钉器固定在铁仓内壁上，然后把焊垫放进沉头孔中下部与铁仓紧贴，用焊机把焊垫与仓接触部位焊牢，再用锤子钉一下焊垫上部，使焊垫压紧超高板即可。请参考（焊接安装示意图）。 2、螺栓式： 安装时首先在超高板上用电钻打与沉头螺栓的沉头部位一样大小的沉头孔眼，后用射钉器把超高板固定在金属仓内壁上，再用电钻对准超高板上的沉头孔在金属仓上打眼后穿入沉头螺栓，把超高板和金
超高分子量聚乙烯耐磨材料的综述报告
超高分子量聚乙烯(UHMWPE)耐磨材料的综述报告 超高分子量聚乙烯，英文名称Ultra-High Molecular Weight Polyethylene （简称UHMWPE ），是一种线型结构的具有优异综合性能的热塑性工程塑料，它的分子结构和普通聚乙烯完全相同，在分子主链上带有（－CH 2－CH 2－）的链节，并具有106以上极大的分子量。因其相对于其它工程材料而言，具有优异的耐磨性、自润滑性和耐冲击性等独特性能而广泛应用于通用机械、农业机械、纺织机械、汽车、采矿、造纸、化工、食品工业等作不粘、耐磨、低噪音和自润滑部件等领域。此外还可用作特种薄膜、大型容器、大型异形管材和板材等，用于货物装卸溜槽、漏斗、货仓的衬里。1.UHMWPE 的基本性能 超高分子量聚乙烯一般是指相对分子质量在 100万以上的聚乙烯，德国生 产的超高分子量聚乙烯相对分子质量早已高达1000万以上。它具有以下优点：（1）耐磨损非常卓越，砂浆磨损试验表明，比一般碳钢和铜等金属要耐磨数倍、 比尼龙耐磨 4倍；（2）冲击强度极高，比 PA6和 PP 大 10倍；（3）能吸收震动冲击和防噪声；（4）摩擦系数很低，远较尼龙及其他塑料为小，能润滑；（5）不易粘附异物，滑动时有极优良的抗粘着特性；（6）耐化学腐蚀，病可屏蔽原子辐射；（7）工作温度范围可自 - 265℃到 +100℃，低温到 - 195℃时，仍能保持很好的韧性和强度，不致脆裂；（8）无毒性、无污染、可再循环回收利用，和其他塑料相比有良好的热稳定性和不吸水性，能保持尺寸精度不变形；（9）成本低廉。因此在工程塑料中超高分子量聚乙烯是综合性能最佳的工程塑料，它几乎集中了各种塑料的优点。事实上，目前还没有一种单纯的高分子材料兼有如此众多的优异性能。但它也有不足之处，主要在于耐温性能差、硬度低、拉伸强度低以及阻燃性能差等。2.UHMWPE 历史发展概况及现状评述 上世纪30年代最早有人提出关于超高分子量聚乙烯纤维的基础理论，随后凝胶纺丝法和增塑纺丝法的出现使超高分子量聚乙烯在技术上取得重大突破，、管路敷设技术通过管线敷设技术不仅可以解决吊顶层配置不规范高中资料试卷问题，而且可保障各类管路习题到位。在管路敷设过程中，要加强看护关于管路高中资料试卷连接管口处理高中资料试卷弯扁度固定盒位置保护层防腐跨接地线弯曲半径标高等，要求技术交底。管线敷设技术中包含线槽、管架等多项方式，为解决高中语文电气课件中管壁薄、接口不严等问题，合理利用管线敷设技术。线缆敷设原则：在分线盒处，当不同电压回路交叉时，应采用金属隔板进行隔开处理；同一线槽内，强电回路须同时切断习题电源，线缆敷设完毕，要进行检查和检测处理。、电气课件中调试对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料试卷相互作用与相互关系，根据生产工艺高中资料试卷要求，对电气设备进行空载与带负荷下高中资料试卷调控试验；对设备进行调整使其在正常工况下与过度工作下都可以正常工作；对于继电保护进行整核对定值，审核与校对图纸，编写复杂设备与装置高中资料试卷调试方案，编写重要设备高中资料试卷试验方案以及系统启动方案；对整套启动过程中高中资料试卷电气设备进行调试工作并且进行过关运行高中资料试卷技术指导。对于调试过程中高中资料试卷技术问题，作为调试人员，需要在事前掌握图纸资料、设备制造厂家出具高中资料试卷试验报告与相关技术资料，并且了解现场设备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。、电气设备调试高中资料试卷技术电力保护装置调试技术，电力保护高中资料试卷配置技术是指机组在进行继电保护高中资料试卷总体配置时，需要在最大限度内来确保机组高中资料试卷安全，并且尽可能地缩小故障高中资料试卷破坏范围，或者对某些异常高中资料试卷工况进行自动处理，尤其要避免错误高中资料试卷保护装置动作，并且拒绝动作，来避免不必要高中资料试卷突然停机。因此，电力高中资料试卷保护装置调试技术，要求电力保护装置做到准确灵活。对于差动保护装置高中资料试卷调试技术是指发电机一变压器组在发生内部故障时，需要进行外部电源高中资料试卷切除从而采用高中资料试卷主要保护装置。
超高分子量聚乙烯板材应用领域
简介 超高分子量聚乙烯英文名ultra-high molecular weight polyethylene(简称UHMWPE)，是分子量100万以上的聚乙烯。 分子式：—(—CH2-CH2—)—n—，密度：0.936～0.964g/cm3。热变形温度(0.46MPa)85℃，熔点130～136℃。 UHMWPE性质特点为：极好的耐磨性，良好的耐低温冲击性、自润滑性、无毒、耐水、耐化学药品性，耐热性优于一般PE，缺点是耐热性（热变形温度）低、加工成型性差，外表面硬度，刚性，耐蠕变性不如一般工程塑料，膨胀系数偏大。UHMWPE流动性差，熔融状态下粘度极高，是呈橡胶状的高粘弹性体，早期仅能用压制和烧结方法成型，目前也可用挤出、注塑和吹塑方法加工。 特殊功能 机械性能高于一般的高密度聚乙烯。具有突出的抗冲击性、耐应力开裂性、耐高温蠕变性、低摩擦系数、自润滑性，卓越的耐化学腐蚀性、抗疲劳性、噪音阻尼性、耐核辐射性等。 使用温度100～110℃。耐寒性好，可在-269℃下使用。密度0.985g/cm3，分子量200万的产品，其断裂拉伸强度40MPa，断裂伸长率350％，弯曲弹性模量600MPa，悬臂梁缺口冲击冲不断。磨耗量(MPC法)20mm。 应用领域 UHMWPE可以代替碳钢、不锈钢、青铜等材料用于纺织、造纸、食品机械、运输、医疗、煤矿、化工等部门。如纺织工业上技梭器、打梭棒、齿轮、联结、扫花杆、缓冲块、偏心块、杆轴套、摆动后果等耐冲击磨损零件。造纸工业上做箱盖板、刮水板、压密部件、接头、传动机械的密封轴杆、偏导轮、刮刀、过滤器等；运输工业上做粉状材料的料斗、料仓、滑槽的衬里。 UHMWPE可做各种机械的零部件，包括食品机械的齿轮、蜗轮、蜗杆、轴承。化工中做泵、阀门、档板、滤板。医疗上，还可用于心脏瓣膜、短形外科零件，人工关节及节育植入体。体育上做滑冰地板、滚地球道、滑雪板、机动雪橇零件。UHMWPE可以做高模量纤维，制造防弹衣、飞机座椅、海运、渔业用绳索等。 应用范围与聚酰胺、聚四氟乙烯相近，耐磨性超过碳钢，做齿轮、轴承、轴瓦、星轮、阀门、泵、导轨、密封填料、设备衬里、滑变板、人工关节等，纤维作防弹衣、绳索等。 超高分子量聚乙烯具有许多优异的性能，然而如此优异的工程塑料却很少有人知道它的存在，这主要是由于以前对超高分子量聚乙烯的熔体特性研究不足，加工方法基本上还停留在落后的压制一烧结工艺上。近年来，随着超高分子量聚乙烯加工技术的不断发展，其制品已在许多领域中获得了成功的应用。 纺织工业
超高分子量聚乙烯纤维防弹复合材料及制备方法的制作技术
本技术涉及高抗力防弹符合材料技术领域，公开的一种超高分子量聚乙烯纤维防弹复合材料及制备方法，该防弹复合材料由改性聚苯乙烯树脂与超高分子量聚乙烯UHMWPE纤维复合而成，所述改性聚苯乙烯树脂是由高柔韧性、弹性、填料相容性的乙烯醋酸乙烯共聚物EVA对聚苯乙烯树脂进行改性而制成；所述聚苯乙烯树脂的单体苯乙烯自由基聚合而成得到的聚合物是无色、透明的，具有高刚性，并能改善改性树脂对纤维的浸润性。本技术的防弹复合材料具备密度低和比强度、比模量高、减震性、耐疲劳性和环境适应性好等优点，满足防弹需求。本技术制备方法具有步骤简单、可操作性强，并且能够批量生产。 技术要求 1.一种超高分子量聚乙烯纤维防弹复合材料，其特征在于：由改性聚苯乙烯树脂与超高分子量聚乙烯UHMWPE纤维复合而成，所述改性聚苯乙烯树脂是由高柔韧性、弹性、填料相容性的乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA对聚苯乙烯树脂进行改性而制成；所述聚苯乙烯树脂 的单体苯乙烯自由基，通过聚合而得到的聚合物是无色、透明的，具有高刚性，并能改 善改性树脂对纤维的浸润性。 2.根据权利要求1所述的一种超高分子量聚乙烯纤维防弹复合材料，其特征在于：所述的改性聚苯乙烯树脂由乙烯醋酸乙烯共聚物EVA、的苯乙烯ST、偶氮二异丁腈AIBN、三烯丙基异氰脲酸酯TAIC和无水硫酸钠按照质量分数45%、32%、12%、6%、5%的比例混合改性而成。
3.根据权利要求1所述的一种超高分子量聚乙烯纤维防弹复合材料，其特征在于：所述的UHMWPE纤维为防护材料，其分子链上为无不饱和基团的纤维，对酸、碱和有机溶剂有很强的抗腐蚀性，并且耐光、热、老化性能优良，比强度和模量都很高，且能量吸收性和耐磨损性好。 4.一种超高分子量聚乙烯纤维防弹复合材料的制备方法，其特征在于：由改性聚苯乙烯树脂与超高分子量聚乙烯UHMWPE纤维复合而成，其具体步骤如下： （1）准备工作，根据需要准备适当尺寸平板玻璃，并用壁纸刀对超高分子量聚乙烯UHMWPE纤维进行割裁，之后放置在50℃烘箱中十分钟以减少纤维中的水分； 添加设定比例的交联剂的改性聚苯乙烯弹性体预聚体待用，树脂体系是将树脂基体和交联剂按照95:5的比例进行配制；树脂需现配，以防树脂基体粘度增大不易于成型加工；最后准备含氟脱模布、导流网、真空袋、带孔脱模薄膜； （2）树脂体系即改性聚苯乙烯树脂的制备，由高柔韧性、弹性、填料相容性的乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA颗粒对聚苯乙烯树脂进行改性而制成；采用的聚苯乙烯树脂的单体苯乙烯自由基是聚合而成得到的聚合物，无色、透明，具有高刚性，并能改善改性树脂对纤维的浸润性； 具体的方法是乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA颗粒与聚苯乙烯树脂混合，通过机械搅拌制成混合溶液，再加入偶氮二异丁腈AIBN、三烯丙基异氰脲酸酯TAIC和无水硫酸钠，其中乙烯醋酸乙烯共聚物EVA、的苯乙烯ST、偶氮二异丁腈AIBN、三烯丙基异氰脲酸酯TAIC和无水硫酸钠，按照质量分数45%、32%、12%、6%、5%的比例混合改性而成； （3）制备，超高分子量聚乙烯UHMWPE纤维在改性聚苯乙烯弹性体中充分浸渍后，放置在平板模具上，用真空袋整体密封； 平板模具采用玻璃板，首先玻璃板用丙酮清洗干净，待其表面风干，在玻璃板周边适合的位置贴黑色密封胶，之后顺序铺层，由下至上依次是底层的导流网、带孔脱模薄膜、含氟脱模布、UHMWPE纤维、含氟脱模布、带孔脱模薄膜、顶层的导流网；根据试样大小安放真空管，最后用真空袋把整个体系密封好；真空泵抽真空达到0.08MPa±0.01；铺层顺序决定着柔性复合材料的表面光洁度和制品质量；
超高分子量聚乙烯
超高分子量聚乙烯 超高分子量聚乙烯英文名ultra-high molecular weight polyethylene(简称UHMWPE)，是分子量100万以上的聚乙烯。分子式：—(—CH2-CH2—)—n—，密度：0.936～0.964g/cm3。 热变形温度(0.46MPa)85℃，熔点130～136℃。 超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）是一种线型结构的具有优异综合性能的热塑性工程塑料。世界上最早由美国AlliedChemical公司于1957年实现工业化，此后德国Hoechst公司、美国Hercules公司、日本三井石油化学公司等也投入工业化生产。我国于1964年最早研制成功并投入工业生产。限于当时条件，产物分子量约150万左右，随着工艺技术的进步，目前产品分子量可达100万～400万以上。 超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）的发展十分迅速，80年代以前，世界平均年增长率为8.5%，进入80年代以后，增长率高达15%～20%。而我国的平均年增长率在30%以上。1978年世界消耗量为12，000～12，500吨，而到1990年世界需求量约5万吨，其中美国占70%。 超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）平均分子量约35万～800万，因分子量高而具有其它塑料无可比拟的优异的耐冲击、耐磨损、自润滑性、耐化学腐蚀等性能。而且，超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）耐低温性能优异，在-40℃时仍具有较高的冲击强度，甚至可在-269℃下使用。 超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）优异的物理机械性能使它广泛应用于机械、运输、纺织、造纸、矿业、农业、化工及体育运动器械等领域，其中以大型包装容器和管道的应用最为广泛。另外，由于超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）优异的生理惰性，已作为心脏瓣膜、矫形外科零件、人工关节 由于超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）熔融状态的粘度高达108Pa*s，流动性极差， 其熔体指数几乎为零，所以很难用一般的机械加工方法进行加工。近年来，超高分子 量聚乙烯（UHMW-PE）的加工技术得到了迅速发展，通过对普通加工设备的改造， 已使超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）由最初的压制-烧结成型发展为挤出、吹塑和注 射成型以及其它特殊方法的成型。 一般加工技术 (1)压制烧结
超高分子量聚乙烯生产工艺的评述
学号： 广东石油化工学院 课程论文 超高分子量聚乙烯生产工艺的评述 学院：化工与环境工程专业：高分子材料与工程班级：高分子10-2 学生：教师： 完成时间：2013 年 6 月16 日
超高分子量聚乙烯生产工艺的评述 高分子10-2 杜龙飞学号：10014010216 摘要：超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）是一种线型结构的具有优异综合性能的热塑性工程塑料。它的平均分子量约35万～800万，因分子量高而具有其它塑料无可比拟的优异的耐冲击、耐磨损、自 润滑性、耐化学腐蚀等性能，卫生安全、抗冲击性能在所有塑料中为最高值，并可长期在-169至+80℃ 条件下工作，被称为"令人惊异"的工程塑料，而且，超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）耐低温性能优异， 在-40℃时仍具有较高的冲击强度，甚至可在-269℃下使用。 关键词：超高分子量聚乙烯性能结构用途反应机理 1 引言 超高分子量聚乙烯是一种性能优良的工程塑料, 广泛应用于化学工业、食品和饮料加工机械、铸件、木材加工工业、散装材料处理、医疗上的人工移植器官、采矿加工机械、纺织机械及交通运输车辆、体育娱乐设备等领域。它的分子结构与普通聚乙烯的基本相同, 但分子量却高达100万以上, 因而具有不同于普通聚乙烯的一些特殊性能, 其中最显著的应用特性就是能代替钢材, 用来制作管材、化工阀门、泵和密封填料、纺织机械的齿轮和皮结、输送机的蜗轮杆、轴承、轴瓦、煤块滑道、各种料斗和筒仓的衬里材料以及食品加工机械的料斗和辊筒、体育用品和溜冰场等, 超高分子量聚乙烯的耐磨性比钢材好, 价格却比钢材低川, 因而受到人们的关注和欢迎。 超高分子量聚乙烯是乙烯等烯烃单体通过淤浆聚合工艺而成，其粘均分子量大于120万，产品外观为白色粉末。 2 超高分子量聚乙烯的生产方法和工艺 目前世界各公司均在采用的低压聚合工艺,超高分子量聚乙烯是由乙烯聚合而成, 其合成反应式如下： 超高分子量聚乙烯的生产过程与普通高密度聚乙烯的生产过程相类似, 都是采用齐格勒催化剂在一定条件下使乙烯聚合的。也就是说, 只要采用齐格勒催化剂并在适当的工艺条件下即可制得超高分子量聚乙烯。 现在，世界上生产超高分子量聚乙烯的各公司均采用齐格勒系催化剂的低压聚合工艺生产超高分子量聚乙烯。该工艺与高密度聚乙烯的低压淤浆法工艺十分相近, 负载型齐格勒系高效催化剂也比过去更能使催化效率大为提高, 并使聚合工艺得以简化, 从
超高分子量聚乙烯纤维表面改性技术研究现状
为了解决UHMWPE纤维与基体结合粘结性差的问题，长期以来各国的学者作了许多相关的研究，也取得了一定的进展。一些常用的方法主要有等离子处理，电晕放电处理，辐照处理以及氧化法处理等等。 1 等离子处理 等离子体处理由于仅作用在材料表面有限深度内(几个分子)，对纤维的力学性能不会有太大的影响，因而受到了人们的关注。等离子体处理UHMWPE纤维表面的方法分为低温等离子体处理和等离子体引发接枝表面处理两种方法。 韩国的Sung In Moon，Jyongsik Jang 研究了氧气等离子处理后UHMWPE与乙烯基酯树脂的粘结性能的变化，他们发现处理后的纤维与未处理的纤维比较，横向拉伸强度提高，这表明复合体的界面粘结性能得到了改善，且通过SEM观察发现纤维表面产生很多微陷，这有利于纤维与树脂之间的机械互锁作用，同时他们用有限元分析的方法研究了UHMWPE与基体之间力
的传递。 Hengjun Liu等人采用氩气对UHMWPE 纤维进行等离子处理，研究结果显示处理后的纤维耐磨性和硬度都得到了提高，同时其表面的润湿性也得到了提高。之后的研究中他们又将UHMWPE在氧气等离子体在微波电子回旋共振系统中进行处理研究纤维性能的改变，他们发现纤维的硬度和耐磨性都得到了提高的同时纤维的表面产生了许多含氧的活性基团，增加了纤维与基体的润湿性和粘结性。 Zhang YC等人针对超高分子量聚乙烯纤维表面能低与基体结合性能差的缺点，采用了在常压下对纤维进行等离子处理改性的方法，实验中采用的纤维是表面包裹有纳米二氧化硅的UHMWPE纤维，等离子处理所用的载气为氩气和氧气的混合气体(100:1)，处理后纤维的表面能明显提高与基体的润湿角减小，通过红外光谱分析后发现在纤维表面产生了很多的含氧活性基团，大大提高了其与树脂的结合性能。
超高分子量聚乙烯市场分析报告
超高分子量聚乙烯（UHMWPE）市场分析报告 1 国外生产状况 国际市场上，超高分子量聚乙烯（UHMWPE）生产企业主要有德国的Ticona公司、巴西的Polialden公司、荷兰的DSM公司和日本三井化学公司等。其中，Ticona 公司生产能力为11万吨/年（含在中国独资企业产能），Polialden为4.5万吨/年，DSM为1万吨/年，全球总生产能力超过20万吨/年。Ticona公司是全球最大的UHMWPE生产厂，约占全球50%市场份额，可以生产适用于板材、异型材、蓄电池隔板、纤维、过滤器材等各种规格、牌号的产品，种类齐全，并覆盖全球市场。DSM公司的特长是能生产特殊牌号的UHMWPE树脂，如：超细料及纤维料等，并且以自用为主，产品基本不外销。巴西Polialden公司主要是接管了原美国MONTELL的经营业务，发展速度很快，能为用户稳定提供分子量在300万—600万的原料，主要用于生产板材和异型材，占据北美市场。 国外超高分子量聚乙烯的主要生产商见表1。 表1 国外超高分子量聚乙烯的主要生产商及产品牌号 生产厂商（国家树脂牌号（商标 Hostalen GUR Ticon（德国 UTEC)Polialden 巴Stamylan UHDS（荷兰 HI-ZEX MILLION三井化学公司（日本SUNFINE_U旭化成工业公司（日本）SHOREKSPA-5SSIH 昭和油化（日本）
Novatec 三菱工程塑料公司（日本）A-C1200-1232 Allied（美国） LS501 Usi（美国） Marlex 6002 5003 （美国）Phillips公司Ticona德国1.1 Ticona公司是德国化学品集团塞拉尼斯(CELANESE)的工程聚合物业务子公司，生产能力为11万吨/年，可以生产适用于板材、异型材、蓄电池隔板、纤维、过滤器材等各种规格、牌号的产品，注册商标为Hostalen。其主要产品牌号见表2。表2 Ticona公司主要产品牌号 Polialden公司是巴西Braskem公司的下属子公司，于2002年购买了Basell公司的UHMWPE技术，在切换式HDPE装置上生产这种聚合物。2004年，巴西Braskem 公司扩大位于巴西Bahia州Camacari的UHMWPE装置能力，产能从3万吨/年扩增至4.5万吨/年，新增产能于2005年初投用。Braskem公司的主要产品牌号见表3。 表3 Braskem公司的主要产品牌号