UHMW-PE　聚乙烯是目前产量大、应用广的塑料品种之一 ,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150万以上的聚乙烯称为“UHMWPE”既Ultra-high molecular weight PE,中文称超高分子量聚乙烯

性能特点

1、耐磨性

UHMWPE的耐磨性居塑料  ,并超过某些金属,图1为UHMWPE与其它材料耐磨性比较。从图1可以看出,与其它工程塑料相比,UHMWPE的沙浆磨耗指数仅是PA66的1/5,HEPE和PVC的1/10；与金属相比,是碳钢的1/7,黄铜的1/27。这样高的耐磨性,以致于用一 般塑料磨耗实验法难以测试其耐磨程度,因而专门设计了一 种沙浆磨耗测试装置。UHMWPE耐磨性与分子量成正比,分子量越高,其耐磨性越好。

2、耐冲击性

UHMWPE的冲击强度,在所有工程塑料中    ,图2为UHMWPE与其他工程塑料冲击强度比较,从图2中可以看出,UHMWPE的冲击强度约为耐冲击PC的2倍,ABS的5倍,POM和PBTP的10余倍。耐冲击性如此之高,以致于采用通常冲击试验方法难以使其断裂破坏。其冲击强度随分子量的增大而提高,在分子量为150万时达到值,然后随分子量的继续升高而逐渐下降。值得指出的是,它在液氮中（-195℃）也能保持优异的冲击强度,这一 特性是其它塑料所没有的。此外,它在反复冲击表面硬度  。

3、自润滑性

UHMWPE有极低的摩擦因数（0.05～0.11）,故自润滑性优异。表1为UHMWPE与其他工程塑料摩擦因数比较。从表1可以看出,UHMWPE的动吗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塑料中自润滑性的聚四氟乙烯（PTFE）；当它以滑动或转动形式工作时,比钢和黄铜加润滑油后的润滑性还要好。因此,在摩擦学领域UHMWPE被誉为成本/性能非常理想的摩擦材料。

技术参数

目前UHMWPE已在纺织、造纸、包装、运输、进写、化工、采矿、石油、建筑、电气、食品、医 疗、体育等领域得到广泛的应用,并开始进入常规  、船舶、汽车等领域。今后还将扩大到宇航和原子能等领域。

1、耐磨性和耐冲击性为主的应用

1.1、纺织机械　　纺织机械是UHMWPE早应用的领域,早在1958年,就有几家公司用UHMWPE制造防止机械零件,如取代韧性材料中耐用的水牛皮制作的织机上的皮结,承受40～180次/min长期振动冲击,其寿命可达水牛皮结的5～6倍。目前,国外在每台织机上应用的UHMWPE零件平均有30件左右,如投梭器、打梭棒、齿轮、联结器、扫花杆、缓冲块、杆轴套、摆动后梁等耐冲击磨损零件。

1.2、造纸机械　　造纸机械是应用UHMWPE的第 二个工业领域,约在1960年,在一 台削木机的传送装置上第 一 次安 装了UHMWPE防磨条,对底板和链条起到良好的保护作用,使用5a基本上无磨损。据估计,防磨条的寿命要比链条的寿命高一 倍以上,UHMWPE和不锈钢、枫木、浇铸型聚氨脂及层压酚醛 塑料等耐磨材料都层作为吸水箱盖板使用,但重要的是UHMWPE盖板对吸水箱上不锈钢丝网的阻力大大低于其它材料,因此可使昂贵的不锈钢死网的使用    。今天,造纸工业所需UHMWPE用量占总量的10％,如采用UHMWPE制造造纸机的刮水板、吸水箱盖板、压密部件、接头等；此外UHMWPE也可用来制造造纸机械的密封轴杆、偏导轮、刮刀、过滤器等零部件。

1.3、包装机械UHMWPE的高耐磨性、低摩擦因数和不粘性,使其在包装机械中比某些金属和其它塑料 适用,可代替磷青铜和氟塑料。　　用UHMWPE取代改性氟塑料制作导轨、传送装置的滑块座、固定板等,不仅大大降低了设备  费用,而且可延长使用寿命10～50倍。　　一 条液体洗涤剂 生产线装置上的计时星轮,用UHMWPE取代原来的层压热固性塑料后,使过去易磨损、易划伤瓶且容易变软的问题迎刃而解,大大减少了备用件费用,有UHMWPE制造的计时螺杆,也已在许多装瓶线上作为标准部件使用。　　西方一 个大啤酒厂,用UHMWPE制作了一 条约1.6km长的板带式瓶子传送带,比用磷青铜制作的传送带耐用几倍。　　国外一 个汽车组装厂的输送线上,链条驱动链轮使小车在钢板传送平台上运动,由于链条与钢板的摩擦,链条极易损坏。采用UHMWPE板材替换钢板,使磨损大大降低,同时也减少了动力消耗。

1.4、通用机械　　由于UHMWPE具有  的耐磨性、耐冲击性,它在机械制造行业中得到广泛应用,可制作各种齿轮、凸轮、叶轮、滚轮、滑轮、轴承、轴瓦、轴套、削轴、垫片、密封垫、弹性联轴节、螺钉等机械零部件。

2、以自润滑性和不粘性为主的应用

2.1、材料储运UHMWPE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  的自润滑性、不粘性,可使上述粉 状材料对储运设备不发生粘附现象,保证稳定输送。　　煤、矿粉 、粮食等的料斗过去采用不锈钢衬里进行装箱运输,现改用UHMWPE衬里,长期使用时,可减少发热现象,宝钢运送矿石的料斗采用UHMWPE,要比原先采用的金属材料使用寿命提高10～50倍。用UHMWPE制作料斗衬里便于施工、成本低,所以大发电厂输送煤的加料斗也采用了UHMWPE衬里。　　采煤场的煤溜槽采用UHMWPE制造,可降低倾斜角度,从而提高开采量。输送40万t煤而不需要更换料槽,其使用寿命比衬镁合金的流料槽提高2倍。UHMWPE用于流砂等的固体输送管道,与钢管相比寿命提高18倍,成本降至1/25,与尼龙管相比寿命提高3倍,成本降至1/8。在输送时,管内阻力比金属管小25％,大大提高了输送效率。　　在滑槽、铲斗和矿石车厢的内衬等方面,用传统金属材料时,遇到寒冷潮湿天气,物料就会冻结在金属上,而采用UHMWPE则不会,从而大大减少了卸货时间。在散装货船的自卸漏斗上内衬一 层UHMWPE板材后,平均卸货时间由原来的16～20h减少到8h。

2.2农业、建筑机械UHMWPE自润滑性优异,泥土在其表面容易滑动,而不会发生粘着,而且其耐冲击性、耐磨损性  ,适于制作农业和建筑机械的零部件。如联合收割机的滑动板、犁具外衬板、退土机的刮板、挖土机铲斗的内衬、翻斗车车厢的内衬等,可大幅度提高工作效率,减少能耗。

2.3文体用品　　利用UHMWPE的自润滑性和耐磨性及耐寒性,可用语滑冰 、滑雪板底板,欧美主要采用UHMWPE制造；用UHMWPE覆盖滑雪道（层厚20mm）,滑板高速度可达110km/h。　　日本三井石油化学公司制造的UHMWPE滑冰 场,1975年在Kagoshima县对外开放,其造价为一 般滑冰 场的1/4。图片

3、以耐腐蚀性和不吸水性为主的应用

UHMWPE具有  的化学稳定性和不吸水性,可用做各种溶液存储设备的铺面材料和大型包装容器,如浮筒、接水槽,汽油箱、  容器以及用语太阳能设备的退水容器等。这也是UHMWPE目前应用广泛的领域之一 。UHMWPE容器具有  的落下冲击强度。如果将容器装水20kg,从高空跌落至10mm厚的铁板上,普通聚乙烯容器的破坏高度仅为9M,而UHMWPE容器可高达15M以上。

4、以卫生  性为主的应用

4.1、食品、饮料工业UHMWPE具备食品工业所要求的  性、耐水性及非黏着性。被  为可直接与食品接触使用的材料。可用于啤酒、清凉饮料、调味品等的输送线。输送物品时,可以防止瓶子等的破损,降低噪音,减少输送带、输送螺杆等的磨损,并可减少电力损耗,它还可用来制造肉食、牛奶以及糖果蜜饯和  食品生产设备的零部件。

4.2、医 疗UHMWPE具有优异的生理惰性和生理适应性,经美国食品及药物行政管理局、农业部批准,可在医 药几与人体接触的领域使用,如作为  瓣膜、矫形外科零件、人工关节及节育植入体等的临床使用,是理想的医 用高分子材料。有UHMWPE制成的腕臼和金属股骨组成的人工髋关节,耐磨性和安 全性比PTFE 为优异。目前世界上已有数十万人接受了这类人工关节的置换。

5、其他性能的应用

5.1、耐低温性应用UHMWPE具有优异的耐低温性能,可应用于各种冷冻机械中,并可作为核工业的耐低温部件,在低温超导领域中是较为理想的绝缘材料。UHMWPE对放射线具有  的遮蔽效果,故可用作原子能　　发电站的遮蔽板。

5.2、电绝缘性能应用UHMWPE电绝缘性能良好,尤其是介电损耗角正切值低,可用于制造电镀槽、辊子及在高频和超高频区间工作的绝缘子、绝缘拖架、电缆管道、短路器、电缆端子和其它电气装置。