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
超高分子量聚乙烯在纺织工业上的使用历史最长。织布机上的部件需要具有耐冲击性、防震裂性、自润滑性和消音性，使纺织机械成了超高分子量聚乙烯最早应用的领域。从20世纪50年代第一个超高分子量聚乙烯部件生产出来之后，相继有200多种超高分子量聚乙烯的纺织部件问世。超高分子量聚乙烯的韧性在高速织布机的皮结上得到充分显示：皮结的作用就是停止和敲击梭子，使它左右来回运动穿过织布机。梭子通常是3-5 kg重的钢制品，在最高速度下，冲击次数
可达200次／rain。
在使用超高分子量聚乙烯之前，能接受如此冲击力的只有水牛皮结，它可经受100万次冲击。而在相同条件下，采用超高分子量聚乙烯皮结可以接受500万～1 500万次冲击。目前，国外在每台纺织机上应用的超高分子量聚乙烯零件平均有3O件。如投梭器、打梭棒、齿轮、联结器、扫花杆、缓冲块、偏心块、杆轴套、摆动后梁等耐冲击磨损零件。
化学工业
超高分子量聚乙烯的耐磨性和耐药品性使其在化工机械中独具优势。采用超高分子量聚乙烯代替金属材料制成的耐酸泵、传动机械、水泵、轴套、密封垫板、齿轮等，不仅使用寿命大大延长，而且使成本大为降低。
超高分子量聚乙烯还可作改性添加剂，添加到别的化合物中达到改善其化学性能的目的。如采用振动旋转搅拌机可使熔融的超高分子量聚乙烯渗透到聚丙烯中，使无定型的超高分子量聚乙烯与聚丙烯形成复杂的连续网状结构，从而改善聚丙烯的断裂伸长率和屈服强度。超高分子量聚乙烯还可用作聚丙烯的冲击强度改性剂、拉伸强度改性剂和增韧增强剂。
造纸工业
造纸业是超高分子量聚乙烯应用较普遍的领域，利用超高分子量聚乙烯的耐磨性与耐冲击性，可用于制造偏导轮、刮刀、喷嘴与过滤器等。超高分子量聚乙烯可广泛用于造纸机的吸水箱盖板、刮水板，它保护了价格昂贵的铜网或不锈钢网，减少了停机时间，为造纸业创造了极大的经济效益。目前，造纸工业所需超高分子量聚乙烯量占其总消费量的10％，给造纸业创造了极大的经济效益。
包装食品机械
由于超高分子量聚乙烯具有优良的物理机械性能和无毒、无味、不吸水、不黏接、耐腐蚀、质量轻等众多优点，在包装和食品机械行业有着极大的应用市场。目前已向各种包装和食品机械及灌装线成功地提供了各种不同形状和结构的滚轮、链节、链条、蜗杆、导杆、齿轮、星形轮、手轮、滚筒、丝杆、护轨、料斗、压滤板、操作板、刮板、夹持器、衬瓦、柱塞等的配件。在食品工业上，超高分子量聚乙烯用于罐装、瓶装食品的输送管路，不仅能使输送顺利，而且防止了瓶的碰撞，大大降低了噪音。在粉体食品、速溶食品及巧克力等糖果品的包装管路上采用超高分子量聚乙烯质材，其滑动特性和耐久性能受
到人们的普遍赞赏。
通用机械
超高分子量聚乙烯由于具有优良的耐磨性、耐冲击性，故在机械行业得到了广泛应用。用超高分子量聚乙烯制作农用收割机的齿轮，比钢制品便宜1／3，而寿命则要高2倍。因超高分子量聚乙烯在一269℃(液氦温度)如此极低温度下仍能保持各种特性，故常用作冷冻机等低温装置的机械部件。又因超高分子量聚乙烯对放射性射线有较好的遮蔽效果，故可用作原子能发电站的遮蔽板。
医用材料
由于超高分子量聚乙烯的卫生、无毒和极好的耐磨性，是理想的医用高分子材料，可用于心脏瓣膜、矫形外科零件、人工关节及节育植入体等。从使用性能上看，由超高分子量聚乙烯制成的人工髋关节，耐磨性和安全性比聚四氟乙烯更为优异。20世纪60年代初就有人用超高分子量聚乙烯作为人体髋关节，五年后经过检验，磨损量还不到1 m nl，据资料报道，优质超高分子量聚
乙烯髋关节的耐磨时间可达50年。
体育运动器材
利用超高分子量聚乙烯的自润滑性和耐磨性及耐寒性，可将其用于滑冰、滑雪、水上运动等体育器材的滑动部件，还可制作保龄球的球道，曲棍球场的护板，雪花干扰装置，机动雪橇链轮以及运动训练的自动装置等。
煤矿工业
超高分子量聚乙烯在煤矿工业中的应用具有广阔的前景。由于该材料具有高耐磨性、摩擦系数小、耐冲击、成本低、工艺性能好等特性，可利用该材料制成煤矿机械轴瓦、轴套、平板，压滤机滤板，喷浆机摩擦片及筛板等。这样不仅延长了使用寿命，同时也提高了工作效率，可带来巨大的经济效益和社会效益。采煤用的溜道材料改用超高分子量聚乙烯后，不但可以节省大量钢铁，减轻劳动强度，还可以降低原溜道的坡度，增大煤的产量。煤仓采用超高分子量聚乙烯衬里之后，可提高煤仓的储量和防止堵塞。超高分子量聚乙烯用作洗煤厂震动筛煤机的筛板，可降低噪音，改善劳动环境。此外，超高分子量聚乙烯还可用于制造煤的输送管道、过滤器的刮板等的材料。
机械运输工业
在铁路系统上，可用超高分子量聚乙烯作连接器的耐磨板材、支持架、贮藏车和卸货物件。农业机械、交通运输工业使用的传送装置、滑块座、固定板、导轨等如用超高分子量聚乙烯取代金属材料，使用寿命可提高10～50倍。
设备衬里
利用超高分子量聚乙烯的自润滑与难黏附性、耐磨与耐冲击性，可制成推土板衬里，挖土机铲斗和自卸车车厢的内衬。为了稳定输送煤、水泥、石灰石、小麦、砂糖等粉粒，这些物质的料仓、料斗、槽均可用超高分子量聚乙烯的板材作衬垫。
过去粮食加工厂采用钢管进行风送粮食，带来钢管磨损和粉尘污染环境的问题，并有造成粉尘爆炸的危险，每年要消耗大量钢材。北京面粉二厂" 采用超高分子量聚乙烯片材卷成管(代替整管试验)做管衬，发现耐磨度提高了7～10倍，而且改善了环境，减小了噪音，避免了爆炸的危险。
异型材及管材
近几年来，随着超高分子量聚乙烯加工技术的不断突破，异形挤出制品已在一般机械、食品机械、化学工业、医疗器械、文娱用品等方面获得应用。超高分子量聚乙烯异形材还用于小型除雪机、贮藏器、真空干燥机的截面导轨制品等方面。随着加工技术的发展，超高分子量聚乙烯的应用领域必将不断扩大。
由于超高分子量聚乙烯具有如前所述的种种优良特性，所以用它制造管材也是一项重要的应用途径。
超高分子量聚乙烯管材在粮食加工业的用途：主要用于粮食的输送，如小麦、大米及其它谷物等。现在大多数粮仓及粮食加工厂均使用镀锌铁皮管，一般0．5 mn'l壁厚者使用寿命只有2～3个月，因此迫切需要一种耐磨并具有自润滑性材料制成的管材来代替现正使用的铁皮管，首选的材料就是超高分子量聚乙烯，深受粮食加工行业的欢迎。2000年全国大中型面粉加工厂有2 500多家，小型面粉厂上万家，稻米、杂粮、饲料加工厂粗略估计也有几千家，而每个粮食加工厂都
有成百上千米管
路，由此可以看到在粮食加工业应用的市场前景十分可观。同时由于超高分子量聚乙烯可接触食品，因此也适于食盐和砂糖等产品的输送。
超高分子量聚乙烯管材在矿粉、矿浆、砂石及电厂灰渣输送方面的用途：超高分子量聚乙烯由于具有极高的耐磨性、自润滑性和耐腐蚀性，特别适合于煤粉、矿粉及固液混合浆状物的输送。普通钢管用于输送选矿厂的煤粉、磁铁粉等重介质，由于磨损严重，平均每4个月就要更换一次，如果采用超高分子量聚乙烯管材，寿命将大大增加。此外，超高分子量聚乙烯除应用于煤矿外，还可应用于铁矿、锰矿等黑色金属矿业；铜矿、金矿、铝矿等有色金属矿业；石墨矿、石灰矿、铝土矿、石膏矿等非金属矿业。超高分子量聚乙烯管材也非常适用于水利航运部门航道(海航、江航及河航)及码头清理泥沙所需的抽送管路等。
超高分子量聚乙烯管材的特殊用途是可制作特殊的塑料管制品。可将超高分子量聚乙烯制成厚壁管材，然后分切成各种套筒，主要用于替代矿山皮带运输机中的托辊及其钢质轴承。由于矿用皮带运输机的工作条件十分恶劣，水、煤、泥、煤渣、矿砂、砂石等经常进入轴承内，造成运转不灵便，甚至卡死，加剧了托辊和皮带的磨损。因此轴承用量非常大，就煤炭工业系统来说，每生产100万t煤约消耗1.5万个轴承。皮带机的日常维护主要是更换托辊，而托辊的维护主要是更换轴承。如果这些轴承都采用超高分子量聚乙烯制作，由于超高分子量聚乙烯的高耐磨性和高自润滑性，可大大简化皮带机托辊的结构，安装维护非常方便，每年可为煤炭行业节省大笔费用。合成工艺
在齐格勒催化剂存在下，由乙烯或乙烯与α-烯烃聚合而成。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。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，从而使装置投资和生产操作费用大幅度降低，使超高分子量聚乙烯的价格成为热塑性工程塑料中最低廉的一种
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 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。
《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 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 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(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。
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
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
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（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
超高分子量聚乙烯的合成及应用成型研究 超高分子量聚乙烯（UHMWPE），是乙烯的线性均聚物，与高密度聚乙烯（HDPE）的结构类似，但平均链长为标准等级HDPE的10~100倍，其分子量一般都在300万以上。它最早由Karl Ziegler合成，具有优良的抗张强度、耐冲击、耐滑移、耐磨、耐化学腐蚀以及自润滑等性能，通过了美国FDA和USDA的认证，广泛应用于化工、机械、食品、医疗、军工、纺织、采矿等行业。 1 聚合工艺 乙烯的聚合主要受聚合温度、压力、催化剂组成及用量、外给电子体和氢气的影响，有高压聚合、气相聚合、淤浆聚合与溶液聚合这几种工艺，然而能用于UHMWPE聚合的却只有淤浆聚合与气相聚合。 1.1 淤浆工艺 淤浆工艺主要包括搅拌釜工艺与环管工艺。搅拌釜工艺包括Hostalen工艺和CX工艺，目前大约2/3的UHMWPE聚合采用Hostalen的连续搅拌釜工艺。此工艺最早是由德国Hoechst公司（现Basell公司）为高密度聚乙烯（HDPE）所开发，典型的工艺流程见图1，它使用双釜反应器，可通过串联或并联生产出单峰或者双峰的HDPE产品。而UHMWPE和HDPE淤浆工艺最主要的差别还是在工艺条件的优化、助催化剂/三价钛的配比上。此外，由于UHMWPE产物为粉末状，UHMWPE不需要造粒工序。Sudhakar P通过优化工艺条件而用传统Ziegler-Natta合成了分子量在400万~600万之间的UHMWPE。 上海化工研究院在1996年开发出以氯化镁、四氯化钛、钛酸酯类或苯甲酸酯为催化体系的单釜聚合工艺，经聚合、过滤、汽提、干燥后分子量达500万，产品性能与Hostalen工艺产品相似，填补了国内空白。 1.一号反应器； 2.二号反应器； 3.后反应器； 4.离心分离器； 5.流化床干燥器； 6.粉末处理器； 7.膜回收系统； 8.溶剂精制与单体回收系统； 9.挤压造粒 图1 典型Hostalen工艺流程 环管工艺主要有Phillips公司的Phillips单环管工艺和Ineos公司的InnoveneS双环管工艺。Phililips公司利用改性后的二氧化硅或氧化铝固定的Ti、Zr、Hf来生产UHMWPE，聚合中不需加入氢气，投资少，但对催化剂的要求较高。 在UHMWPE淤浆聚合过程中，控制反应热是聚合成败的关键。通过调节乙烯在溶剂中的浓度和催化剂的加入量可以达到控制反应热的效果，如果反应中的热量不能及时移出，将会造成催化剂失活。另外，控制反应器中铝的加入量，对增加分子量也具有显著的效果。 1.2 气相工艺
国内超高分子量聚乙烯纤维生产概况 超高分子量聚乙烯纤维是一种新材料，它的应用领域很广泛，从航空航天到国 防军事，再到民用绳网，都有着它广阔的应用市场和开发领域。目前国内此纤维的年了。早期投产的有三家，分别在宁波、湖南、北京。三产业化生产，大约已有13家的生产方式各有不同，产品也各有千秋。但是，由于此种纤维的自身特性和超高的总欠伸][短纤分子量的特点，它与一般常规化纤的生产有着很大差异。常规化纤多倍，为100倍就可以了，而这种冻胶纤维的总欠伸倍数要倍数一般为：几倍--20何要拉伸这麽多倍呢？这是由于溶剂的存在，使纤维中链缠结交联点的数目减少而至。也就是说，此种纤维，它从纺丝喷丝板到产品成型需要一段漫长的过程才能实现，过程长了，环节就多了，控制起来，困难自然也就多了。它就像一条链子，不论少了哪一环，整条链子都会断裂。了解在生产的每一个过程中，要严格控制纤维的外在技术指标，更要掌握、 纤维的内在分子结构变化，看它内在结构的变化，符合不符合它在这一工段中所能达到的工艺要求。换句话说：纤维在每一道生产过程中，它的内外技术指标变化是不是人们所希望应达到的状态。所以，在生产过程中，半成品的物检、化验是不可缺少的中间控制手段。 要想生产出合格的产品，并且要达到一定的制成率，确实不易。目前，在这一领域的理论认知程度，还有待于进一步的研究提高，特别是成熟的大规模产业化生产技术，还不是十分成熟。情况不一，大体上分析：有技术问题，有设备问题，还有的是控制方法问题。当然，人员、资金问题也不能排除。 超高分子量聚乙烯纤维的生产是高科技，生产过程中每一道环节的控制，都很严谨，控制精度很高。有的工段，温度相差1度，线速度相差 0.1米/分，就会产生大量毛丝及断头，造成缠辊现象，而常规化纤的生产就不需如此严格。 它的主要生产工序如下：纤维的制作，总体上说与常规聚酯短纤的制作有相似之处。原料的制备——双螺杆挤压机——纺丝箱——喷丝板——萃取——干燥——加热牵伸——卷绕成型。 目前，国内外原料的制备方法不一，采用的溶剂不同，含固量也不一原料的制备：样。所以，没有固定的统一模式，生产制作的设备差异也很大，而常规熔融纺是不加溶剂的。但不论采取那种方式，最终都能达到所需的效果。因生产是连续化的，所以原料的配比不能有波动，要求始终均匀一致。虽然含固量的提高，是提高产量增加了操作难度，的重要手段之一，但拉伸比也随之提高，整体车速都要响应加快，毛丝的产生量相比明显增多，不易把握。但，若能将含固量的百分比控制在适当的浓度内，还是可以的，要根据自身情况，量力而行。提高计量泵的转速也是提高产量的有效手段之一。 螺杆挤压机对物料起着输送—搅拌—加热—加压等作用。首先，进双螺杆挤压机：入“螺杆”之前的浆料要脱泡，不能含有水汽，物料在输送过程中，要得到充分的混练搅拌。各区的加热温度，要结合螺杆上捏合块的位置加以设定，并且要保证一定的输送压力。螺杆捏合块的设定，理论性很强，不同的组合，对物料的搅拌，会有不同的效果。 它的作用主要是保温；控温；均匀的将物料分配到每一个纺丝组件。纺丝箱： ：由计量泵将物料挤压变为丝条，就是通过喷丝板实现的，板的孔径大小及喷丝板刨面形状是它的重要技术参数，它对纤维的成型及拉伸性能的好坏，起着至关重要的作用。
超高分子量聚乙烯（UHMWPE）综合了所有塑料的优越性能，其耐冲击、耐磨损、耐化学腐蚀、自身润滑、吸收冲击能这五个特性是目前即存塑料中所具有的最高数值，这种新型塑料制品的杰出性能在欧美各国受到普遍重视。超高分子量聚乙烯树脂是由乙烯、丁二烯单体在催化剂的作用下聚合而成的粘均分子量大于150万～700万的热塑性工程塑料，被称为"神奇的塑料" 。 产品性能 1、机械性能 指标名称单位测试方法指标 密度g/cm3 ASTM1505 0.94 断裂强度MPa D638 42 断裂伸长率% D638 350 简支梁缺口冲击 Kj/m2 D256 ≥100强度 2．热性能： 指标名称单位测度方法指标 融点℃ASTMD2117 136 维卡软化点℃ASTMD1512 134 热膨帐系数10-4/℃ASTMD648 1.5 热变形温度 ℃ASTMD648 90 (4.6kg/cm2) 3.电性能： 指标名称单位测试方法指标 体积电阻系数欧姆.厘米ASTMD257 1017 表面电阻系数欧姆ASTMD257 1013 电介质强度千伏/毫米ASTMD149 900 介电系数106赫芝ASTMD150 2.3 4.耐寒性 高密度聚乙烯分子量超过50万时，脆化温度降至-140℃。超高分子量聚乙烯甚至可以在液氮或液氦下作用，其使用温度可达-269以下℃，仍有一定机械强度。 5. 耐磨性 超高分子量聚乙烯具有极佳的耐磨性，分子量越高，材料的耐磨性越好。 超高与其他材料磨耗对比参数 材料UHME-PE PTFE PA66 聚甲醛45#碳 不锈钢黄钢 钢 0.74 2.31 1.51 3.1 4.02 4.05 16.74 磨损率平 均值 注：耐磨耗性能试验条件： 沙/水=3/2(重要比) 选用16目~24目/时之间建筑用沙，试片转速800转/分，试片尽寸60mm×40mm×3mm，每个试片均磨7小时。 6.超高分子量聚乙稀磨损率比较
超高分子量聚乙烯纤维的生产和改 性研究 轻化143王子3140302304 摘要：本文主要参照了《超高分子量聚乙烯纤维的发展状况》对超高分子量聚乙烯纤维的发展及性能研究历程进行了详细概述；通过查阅《超高分子量聚乙烯纤维性能及生产现状》和《超高分子量聚乙烯纤维制造及应用探讨》了解了三种制备超高分子量聚乙烯纤维的主要方法；参考了《超高分子量聚乙烯纤维的表面改性》和《超高分子量聚乙烯纤维的表面改性研究》等论文，了解到超高分子量聚乙烯三种表面改性方法；通过查阅《纳米改性增强超高分子量聚乙烯复合材料研究进展》了解到纳米材料对超高分子量聚乙烯纤维的改性机理，并对改性前后性能变化做出细致比较和概述；针对多巴胺对超高分子量聚乙烯纤维的影响参照了《多巴胺仿生修饰及聚乙烯亚胺二次功能化表面改性超高分子量聚乙烯纤维》了解到两种改性方式，并对两种改性方式优劣做出对比；参考了《Investigation of the ballistic performance of ultra high molecular weight polyethylene composite panels》了解到超高分子量聚乙烯纤维的防弹性能及在其他领域的应用情况。 关键词：超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）;纳米材料;多巴胺 1前言 以“惊异塑料”著称的UHMWPE具有与聚乙烯(CPE)一样的线性结构。UHMWPE极高的分子量(分子量在150万以上)赋予其优异的使用性能，而且属于价格适中、性能优良的热塑性工程塑料，它凡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。 2超高聚乙烯纤维生产方法