超高分子量聚乙烯的研究现状
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2024年超高分子量聚乙烯纤维市场调查报告1. 背景介绍超高分子量聚乙烯纤维是一种具有优异物理和化学性能的合成纤维,在多个领域有广泛应用。
本报告将对超高分子量聚乙烯纤维市场进行调查,探讨其市场规模、应用领域、竞争格局等相关问题。
2. 市场规模分析根据市场调查数据显示,超高分子量聚乙烯纤维市场呈现增长趋势。
预计在未来几年内,市场规模将进一步扩大。
2.1 市场需求超高分子量聚乙烯纤维具有高强度、高韧性、耐磨损等特点,适用于各种领域的应用。
其中,运动装备、防护设备和工业应用是超高分子量聚乙烯纤维市场主要的需求领域。
•运动装备:超高分子量聚乙烯纤维在滑雪装备、攀岩绳索等领域有广泛应用。
其高强度和耐磨性能能够提供更好的安全性和使用寿命,因此受到消费者的青睐。
•防护设备:超高分子量聚乙烯纤维在防弹衣、防刺穿手套等领域有重要应用。
其高韧性和抗撕裂性能能够提供更高的防护水平,满足人们对安全性的需求。
•工业应用:超高分子量聚乙烯纤维在输送带、缆绳等工业领域有广泛应用。
其耐磨性能和耐化学腐蚀性能使其成为优选材料,能够提高生产效率和延长使用寿命。
2.2 市场竞争超高分子量聚乙烯纤维市场竞争激烈,主要的竞争企业包括杜邦、海因茨、三棱等。
这些企业通过不断研发新产品、提高产品质量以及建立广泛的销售渠道来提升市场份额。
3. 技术发展趋势随着科技的不断进步,超高分子量聚乙烯纤维的技术也在不断发展。
未来,将有以下几个技术发展趋势:•制造工艺的改进:通过改进纺丝工艺和拉丝工艺,提高超高分子量聚乙烯纤维的质量和品质稳定性。
•功能性纤维的开发:研发具有特殊功能的超高分子量聚乙烯纤维,如抗静电、自清洁等,以满足特定应用领域的需求。
•可持续发展:致力于研究和开发可再生资源替代传统原材料,降低生产过程中的能耗和环境污染。
4. 市场前景展望超高分子量聚乙烯纤维市场前景广阔。
随着科技的不断发展和人们对产品性能要求的提高,超高分子量聚乙烯纤维作为一种优质材料,将有更多的应用领域和市场需求。
国内外超高分子量聚乙烯发展现状摘要:随着现代化技术以及信息化手段的飞速发展,社会已经进入到了全新的发展阶段中,这也为各大社会行业的发展起到了良好的促进作用,而超高分子量聚乙烯作为一种全新的产品,其在性能方面相对于芳纶以及碳纤维来说较为优异,而目前超高分子量聚乙烯纤维在国内外都处在一种较为优异的发展状态中,但仍旧存在着质量参差不齐等多种问题。
因此,文章首先对超高分子量聚乙烯的基本概述展开深入分析;在此基础上,提出国内外超高分子量聚乙烯的发展现状。
关键词:国内外;超高分子量聚乙烯;发展现状引言:超高分子量聚乙烯,其大多被称之为UHMWPE,其与碳纤维以及芳纶一同称之为世界中的三大高科技纤维材料,并且超高分子量聚乙烯纤维所生产出的产品,也被广泛应用在防刺以及防弹等轻质高强类国防军需装备当中,其在航天、海洋以及运动器材等多个产业中也得到了十分广泛的应用。
而为了更好地促进超高分子量聚乙烯纤维的稳定发展,就应当深入探究其在国内与国外的实际发展情况,准确找寻出影响其发展的问题,以此来确保超高分子量聚乙烯纤维材料可以更好地发挥出自身作用,逐步拓展其应用范围。
一、超高分子量聚乙烯的基本概述超高分子量聚乙烯纤维,其在本质上属于一种高科技、高强度的特种纤维材料,其在水中的自由断裂长度甚至可以延伸至无限长,并且在材料粗细相同的情况下,超高分子量聚乙烯纤维在承受质量方面要远远高于钢丝绳等传统材料,这也使其在各大专业领域当中得到了较为广泛的应用。
而超高分子量聚乙烯纤维所具备的主要功能,就在于能够起到防刺与防弹作用,利用这种材料所制造出的防弹衣,在质量以及强度等方面也明显优于传统的防弹衣,而如果按照质量来计算超高分子量聚乙烯纤维的强度,其大约高出芳纶的40%左右,可以将其称之为目前世界中强度最高的纤维材料。
同时,在世界三大特种纤维材料当中,超高分子量聚乙烯纤维的质量最低,并且有着十分优异的化学稳定性,在张力疲劳性以及抗切割性能等方面也十分优异,但超高分子量聚乙烯纤维,其在世界范围内处于一种稀缺资源,整体生产难度比较高,目前只有一些经济发达国家的化工企业当中可以进行生产,而我国则存在着产量比较低以及装置规模小等多种问题,仍旧需要进一步发展[1]。
2024年高分子量聚乙烯市场发展现状简介高分子量聚乙烯(High Molecular Weight Polyethylene,简称HMWPE)是一种具有较高分子量的聚乙烯材料。
HMWPE以其出色的物理性能和广泛的应用领域而受到广泛关注。
本文将介绍高分子量聚乙烯市场的发展现状。
市场规模与趋势高分子量聚乙烯市场规模庞大,且正处于快速增长阶段。
根据市场研究报告,HMWPE市场在过去几年年均增长率超过10%,预计将在未来几年继续保持较高的增长速度。
这主要归因于以下几个因素:1. 应用领域的扩大高分子量聚乙烯在各个领域都有广泛的应用,如建筑材料、电力电缆、汽车零部件等。
随着各个领域的不断发展,HMWPE的需求也在逐渐增加。
2. 物理性能的优越性相比较于其他材料,高分子量聚乙烯具有优异的物理性能。
它具有较高的强度和韧性,耐化学品腐蚀,同时具备较低的摩擦系数和良好的抗磨损性能。
这些特性使得HMWPE在一些特殊环境下表现出色。
3. 技术进步的推动高分子量聚乙烯的生产技术不断发展,使得生产成本降低,而质量得到提升。
这使得HMWPE市场更加具有竞争力,进一步推动了市场的发展。
主要市场需求高分子量聚乙烯在各个领域都有广泛的需求,以下是几个主要应用领域:1. 建筑材料高分子量聚乙烯在建筑材料领域的应用非常广泛。
它可以用于制造防水卷材、管道、隔热材料等。
HMWPE的优异性能使得建筑材料更加耐用、耐腐蚀,同时具备一定的抗冲击性能。
2. 电力电缆HMWPE在电力电缆领域的使用也非常普遍。
它具有优异的绝缘性能和绝缘稳定性,可以有效地保护电缆中的导线,提高电力传输效率。
3. 汽车零部件高分子量聚乙烯在汽车制造领域的应用也逐渐增加。
它常被用于制造汽车零部件,如汽车制动系统中的密封件、吸音材料等。
HMWPE的高强度和良好的耐磨性能使其成为汽车零部件的理想选择。
主要市场参与者高分子量聚乙烯市场中存在着多个主要市场参与者,以下是其中几个重要的厂商:1. 邻苯三甲酸酐(Lanxess)邻苯三甲酸酐是全球领先的高分子量聚乙烯生产商之一。
2023年超高分子量聚乙烯行业市场调研报告市场概述:超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是一种具有优异机械性能的工程塑料,主要用于制造高性能工程零部件。
UHMWPE材料的强度和刚度高,耐磨损,耐腐蚀,具有优良的滑动性和吸震性能。
随着全球工业化进程的不断推进,UHMWPE的需求量逐年上升,成为市场上的一种热门工程塑料。
国内UHMWPE市场起步较晚,生产商数量不多。
目前,国内知名生产厂家主要有:壹师堂、广东亨虎、泰诺克等。
目前国内UHMWPE市场规模较小,但随着国内市场的发展、生产工艺的提高,国内生产厂家逐步增多并提高了产品品质,国内UHMWPE市场前景十分开阔。
市场分析:1.产业发展现状目前,全球UHMWPE市场仍以美国、日本、欧洲为主。
其中,美国是UHMWPE 生产与出口的主要国家,但中东和亚洲的市场需求也在逐年增加。
在国内,UHMWPE的市场需求量逐年上升,市场规模不断扩大。
在2025年全球UHMWPE 市场规模估计将达到30.6亿美元左右。
2.市场优势与其他工程塑料相比,UHMWPE具有更高的高温抗性能力、更耐磨、更耐腐蚀、耐震动等优点,使其成为制造高性能工程部件的不二选择。
UHMWPE的使用寿命相比传统材料更长,省去了频繁更换备件的麻烦和直接节约了企业的成本。
3.市场缺点UHMWPE采购成本较高,且生产工艺技术相对较为复杂,需要较高的技术含量。
相对氨纶、聚酰亚胺、碳纤维等其它高性能材料,UHMWPE在某些方面还有待提高。
市场前景UHMWPE的应用范围较为广泛,主要应用在制造高性能工程组件,如滑板或折板,自动化机械的轨道、扭转和轴承,从而保证其工作效率和耐久性。
随着全球工业化的持续发展,未来UHMWPE市场将进一步扩大,产品的品质和规格也将进一步提高。
预计到2025年,全球UHMWPE市场规模将达到30.6亿美元左右。
随着国内市场的不断发展,国内UHMWPE生产厂家的数量将逐步增加,生产技术也将逐步提高,未来国内UHMWPE市场前景十分广阔。
2024年超高分子量聚乙烯板市场环境分析1. 引言超高分子量聚乙烯(UHMWPE)板是一种具有优异力学性能和耐磨性的工程塑料板材,广泛应用于各个行业中。
本文将对超高分子量聚乙烯板市场的环境进行分析,包括市场规模、竞争状况、发展趋势等方面进行探讨。
2. 市场规模分析2.1 历史市场规模超高分子量聚乙烯板市场在过去几年中呈现出稳步增长的趋势。
据统计,2018年市场规模达到X亿元,2019年增长至X亿元。
2.2 当前市场规模目前,超高分子量聚乙烯板市场正处于快速发展阶段。
根据市场调研数据显示,2020年市场规模已达到X亿元,预计在未来几年将继续保持高速增长。
2.3 市场影响因素超高分子量聚乙烯板市场的发展受多种因素影响。
首先,全球工程塑料市场的整体增长对超高分子量聚乙烯板市场起到推动作用。
其次,不同行业对超高分子量聚乙烯板的需求也是市场规模增长的重要驱动力。
目前,超高分子量聚乙烯板主要应用于矿山、港口、输送设备、食品加工等领域。
3. 竞争状况分析3.1 主要竞争对手超高分子量聚乙烯板市场存在着较为激烈的竞争。
主要竞争对手包括国内外知名企业,如公司A、公司B和公司C等。
这些企业凭借着自身的技术实力、品牌知名度以及市场渗透力,占据了市场的相当份额。
3.2 竞争优势分析超高分子量聚乙烯板市场竞争优势的主要表现在以下几个方面:•技术优势:一些企业具备较强的研发实力和技术创新能力,能够不断推出具有高性能的超高分子量聚乙烯板产品;•品牌优势:一些企业在市场上建立了较为良好的品牌形象,享有较高的市场知名度和美誉度;•渠道优势:一些企业通过与经销商和代理商的合作,建立了广泛的销售渠道网络,能够快速覆盖市场。
3.3 竞争策略建议针对超高分子量聚乙烯板市场的竞争环境,企业可以采取以下策略来提高竞争力:•加强研发和创新,不断推出高性能的新产品;•加强品牌建设,提升企业形象和市场知名度;•拓展销售渠道,增加市场占有率。
4. 发展趋势分析4.1 市场需求增长趋势超高分子量聚乙烯板市场的需求呈现出稳定增长的趋势。
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。
Z-F. Li等以丙烯酰胺为单体利用等离子接枝的方法处理超高分子量聚乙烯纤维,他们发现处理后的纤维的强度与原纤维相比并没有明显的变化,然而在复合材料层间剪切强度(ILSS)的测试中发现,经过接枝处理的纤维与树脂的结合强度明显高于未处理的纤维,且处理效果与处理功率和时间有关,当等离子功率为30W,处理时间为10min时,剪切强度达到最大值。
2024年超高分子聚乙烯市场前景分析引言超高分子聚乙烯(简称UHMWPE)是一种具有极高分子量的聚乙烯材料。
它具有优异的物理和化学性质,因此在许多应用领域具有广泛的用途。
本文将对超高分子聚乙烯市场前景进行分析。
市场规模和增长趋势近年来,超高分子聚乙烯市场规模不断扩大。
随着全球工业化及城市化进程的推进,对高性能材料的需求也日益增长。
超高分子聚乙烯凭借其优秀的性能特点,在众多行业中得到了广泛的应用。
根据市场研究报告,超高分子聚乙烯的市场规模在过去几年中以每年10%以上的速度增长。
预计在未来几年中,市场规模将进一步扩大。
这主要受以下几个方面的影响:1.应用领域增加:超高分子聚乙烯在许多行业中得到广泛应用,例如食品包装、医疗器械、航空航天、电子等。
随着新兴行业的发展和现有行业的需求增加,对超高分子聚乙烯的需求也将进一步提高。
2.性能优势:超高分子聚乙烯具有极高的耐磨性、抗腐蚀性和化学稳定性等优点,适用于在恶劣环境条件下使用。
在一些特殊的应用场景中,超高分子聚乙烯材料是替代其他材料的理想选择,因此具有广阔的市场前景。
3.技术进步和成本降低:随着制造技术的不断进步和生产规模的扩大,超高分子聚乙烯的生产成本逐渐降低。
这将进一步推动市场的发展,使更多的企业能够采用超高分子聚乙烯。
主要应用领域超高分子聚乙烯在各个行业中都有广泛的应用。
以下是一些主要的应用领域:1.食品包装:超高分子聚乙烯具有优异的耐磨性和化学稳定性,非常适合用于食品包装材料。
它可以保护食品不受外界因素的影响,延长保鲜期,并确保食品的卫生安全。
2.医疗器械:超高分子聚乙烯在医疗器械制造领域中有广泛的应用。
它具有良好的生物相容性和抗菌性能,可用于制作人工关节、手术器械等医疗器械。
3.航空航天:超高分子聚乙烯的低密度和优秀的耐磨性使其成为航空航天领域的理想材料。
它可以用于制作飞机零部件、航天器备件等。
4.电子:超高分子聚乙烯在电子行业中也有一定的应用。
我国超高分子量聚乙烯的应用及研究现状1 概述超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是一种线形结构的热塑性工程塑料,其黏均分子量150×104、重均分子量300×104以上,无毒、不易吸水、不易黏附、无表面吸引力,力学性能和化学性能独特,抗冲击、耐磨损、耐化学药品腐蚀、自润滑,因此,UHMWPE的应用领域广阔,从民用鼠标垫、电池隔膜、劳保防护用品、地铁高架桥的轨下垫板,工业用管材、齿轮,医疗用关节衬垫、组织支架,到军工用防弹装备等,不胜枚举。
由于UHMWPE高端产品大多用于军事用途和高科技领域,发达国家和少数几个掌握核心技术的公司对UHMWPE催化剂的制备技术严格保密。
目前文献报道的大多以改进的Ziegler-Natta催化剂为主[1-3]。
近年来,国内UHMWPE发展很快,其催化剂制备技术也得到了长足的发展。
2016年,全球UHMWPE的产能约20万吨/年,主要生产企业有德国泰科纳、美国蒙特尔、荷兰帝斯曼、日本东洋纺公司和三井化学公司等,需求量约18万吨,预计未来年需求增长率为5.9%。
2016年,中国UHMWPE的产能约10万吨/年,主要生产企业有泰科纳工程塑料公司、山东爱迪高分子材料有限公司、宁波大成新材料股份有限公司、上海联乐化工科技有限公司、湖南中泰特种装备有限责任公司等。
国内对UHMWPE的需求量约6.6万吨,预计未来年增长率达14.9%左右。
尽管UHMWPE具有优异的性能,但是受分子量大、分子链间缠绕以及分子间力的影响,黏度极高,临界剪切速率很低,因此,其流动性和耐应力较差,易开裂,且其制品的成型加工尤为困难。
长期以来,我国UHMWPE成型技术及其装备比较落后,与先进国家的差距较大。
随着我国化工行业规模的扩大,以及国内对UHMWPE制品应用领域的拓展,尽快解决UHMWPE 制品加工技术实现高效率、高产量的工业化连续生产,是我国化工领域亟需解决的一个难题。
2 UHMWPE在各应用领域的研究现状2.1 UHMWPE纤维UHMWPE纤维是继碳纤维、芳纶纤维之后出现的高性能纤维,是20世纪70年代末研制成功并于80年代初进入产业化的。
阻燃超高分子量聚乙烯纤维的研究现状摘要:超高分子质量聚乙烯(UHMWPE)纤维是由分子质量在100万~500万之间的聚乙烯制成的纤维,与碳纤维、芳纶并称为世界三大高性能纤维。
UHMWPE纤维具有极高的比强度和比模量,比能量吸收高;介电常数低,电磁波透射率高;密度略低于水,可浮于水面上;断裂伸长低、断裂功大,抗冲击、抗切割;抗紫外线、中子和γ射线辐射,耐化学腐蚀,耐磨,广泛应用于国防军工、航空航天、海洋舰船、体育器材、医疗卫生、建筑建材等领域。
由此可见,以UHMWPE纤维为增强体的复合材料逐渐成为材料研究的热点。
由于UHMWPE纤维熔点较低、不耐高温,结构高度稳定、表面光滑,无极性基团、表面能极低,疏水性强,其与树脂基体结合性较差,容易导致复合材料发生脱黏、分层现象,降低结构强度,严重影响UHM⁃WPE纤维增强复合材料的应用与发展。
关键词:超高分子量聚乙烯纤维;阻燃机理;阻燃改性引言高强高模聚乙烯纤维(又称超高相对分子质量聚乙烯纤维,简称UHMWPE)是一种具有战略意义的高性能纤维,其与芳纶纤维、碳纤维(CF)并称为当今“世界三大高科技纤维”。
UHMWPE纤维外观为白色,不仅具有强度高、模量高、质量轻、化学稳定性好、绝缘性良好、耐光性好、耐低温、使用寿命长等优异的性能,还具有比能量吸收高、电磁波透射率高、耐冲击和抗切割性能优良,以及不吸水、生物相容性好等特点。
目前,其被广泛应用于安全防护、体育、医疗、航海、造船、建材、航空、航天等各个领域。
1UHMWPE纤维的燃烧机理UHMWPE纤维的燃烧与普通聚乙烯纤维的燃烧过程相同,分为受热升温、降解、点燃、燃烧和循环燃烧等5个阶段。
UHMWPE纤维的燃烧反应是由自由基的链式反应形成,在不断受热条件下,UHMWPE分子链发生降解脱氢反应,形成烷基自由基和氢基自由基,空气中氧气将其氧化形成过氧化烷基自由基。
随着可燃性气体浓度和受热温度的不断升高,UHMWPE的分解速率加快,产生的可燃性气体参与燃烧。
2023年超高分子量聚乙烯板材行业市场发展现状超高分子量聚乙烯板材是一种新兴的高分子材料,其优异的性能成为了各行各业所需材料中的新宠。
目前市场需求不断增长,发展潜力巨大,本文将对超高分子量聚乙烯板材行业市场发展现状进行讨论。
一、市场需求不断增长随着社会经济的快速发展,对高性能材料的需求也日益增长。
优异的耐磨性、防护性和化学稳定性等特性使超高分子量聚乙烯板材广泛应用于矿山、钢铁、纺织、造纸、食品、医药等领域。
因此,超高分子量聚乙烯板材的市场需求在不断增长。
二、生产技术不断升级超高分子量聚乙烯板材的生产技术正在不断提高。
世界各地的各类研究机构已经开始研究该材料的新加工技术和应用领域。
一些大型企业和创新型的中小企业也开始研发新型的超高分子量聚乙烯板材,以适应市场需求的不断变化。
这也为超高分子量聚乙烯板材行业的市场发展提供了重要的技术支持。
三、行业竞争激烈目前,国内外的超高分子量聚乙烯板材企业数量众多,但是由于超高分子量聚乙烯板材行业市场的巨大潜力,各个企业之间的竞争非常激烈。
一些中小企业为了生存和发展,不得不采取一些价格攻势、宣传攻势来取得市场份额,而一些大型企业则开始不断提升产品质量、研发新型材料和升级生产工艺,加强对市场的掌控力。
四、未来市场前景广阔总体来说,超高分子量聚乙烯板材行业的市场前景广阔。
随着科技和生产技术的不断升级,超高分子量聚乙烯板材的应用领域也将越来越广泛。
在矿山、钢铁、造纸、食品等领域的应用将会得到进一步扩展,同时,新兴的应用领域,如复合材料、医疗材料、环保材料等也将涌现出大量的应用潜力。
综上所述,超高分子量聚乙烯板材行业市场发展现状是积极向好的。
但需要注意的是,由于该行业市场潜力巨大,竞争也很激烈。
因此,超高分子量聚乙烯板材企业需要保持强烈的创新性,提高产品品质和生产技术,进一步拓展市场,才能在市场竞争中立于不败之地。
超高分子量聚乙烯的研究现状
发表时间:2018-12-26T09:41:43.447Z 来源:《青年生活》2018年第10期作者:黄天舒[导读] 超高分子量聚乙烯有着较高的结晶度,较大的拉伸强度、较高的模量,耐冲击性能优异,耐光线照射,耐化学品腐蚀,耐挠曲,较好的耐磨损性,但超高分子量聚乙烯纤维的耐热性能较差,抗蠕变性能差,抗氧化性能较差。
摘要:超高分子量聚乙烯有着较高的结晶度,较大的拉伸强度、较高的模量,耐冲击性能优异,耐光线照射,耐化学品腐蚀,耐挠曲,较好的耐磨损性,但超高分子量聚乙烯纤维的耐热性能较差,抗蠕变性能差,抗氧化性能较差。
本文阐述了超高分子量聚乙烯作为工程塑料和生物材料在应用上的不足以及超高分子量聚乙烯复合材料的研究难点,并提出了多种改性方法,对超高分子量聚乙烯的研究现状进行了综述。
关键词:超高分子量聚乙烯;共混;复合材料;改性 1.超高分子量聚乙烯相关性能
超高分子量聚乙烯(Ultra High Molecular Weight Polyethylene)是一种综合性能优异的热塑性线型高分子材料。
从分子结构上来看,超高分子量聚乙烯分子链结构中不含有芳香族和极性较大的基团,因此,不易于接触的制品发生粘合反应。
超高分子量聚乙烯经过热拉伸之后,其分子链排列更加规整,其内部的缺陷大幅降低,结晶性能也发生较大的改善。
另一方面,超高分子量聚乙烯具有良好的耐化学腐蚀性,与强酸强碱接触不会影响自身的综合性能[[] 梁淑君, 贾润礼. 超高分子量聚乙烯的研究现状[J]. 山西化工, 2002, 22(2):20-22.]。
2.UHMWPE改性方法
由于UHMWPE的分子量很大,加工温度即使达到其熔点,熔体几乎不发生流动,因此UHMWPE极其难以加工。
UHMWPE是非极性聚合物,造成UHMWPE纤维与很多非极性聚合物之间极性差异较大,两相界面的排斥力强烈,造成两相的结合力很差,导致相容性很差,极容易发生相分离,通常采用添加相容剂来改善它们之间的相容性。
鉴于此,本文提出了UHMWPE多种改性方法,包括UHMWPE/PU共混,UHMWPE/CaCO3/HDPE二元和三元共混,UHMWPE/LCP共混体系机械和摩擦性能的研究,硅灰石纤维改性超高分子量聚乙烯共混物的滑动摩擦行为,用等离子体改性UHMWPE耐磨损性等等。
2.1 UHMWPE/PU共混
超高分子量聚乙烯UHMWPE是性能优异的热塑性塑料,具有良好的机械性能,抗冲击性能,优良的自润滑性能,耐化学品腐蚀性,较突出的耐磨损性能。
聚氨酯PU具有良好的韧性的热塑性塑料,在加热后变成高弹性的弹性体。
聚氨酯也具有良好的耐磨损性能,所以在各种领域应用十分广泛。
UHMWPE和PU共混形成塑胶进一步优化了材料的耐磨损性能。
然而,UHMWPE和PU共混存在着诸多问题:1.两种物料的存在较大分子量差异:UHMWPE分子量很大,分子量通常达到100万以上,远远大于聚氨酯以及其他共混物。
UHMWPE极大的分子量导致体系分子链缠结严重,同时也会使粘度变得极大,很难与其他聚合物进行共混。
为了克服这一系列问题,UHMWPE与其他聚合物共混时采用熔融浇注法,这种方法能增加体系的物理交联程度,这种方法和溶液共混类似。
2.2 UHMWPE/CaCO3/HDPE二元和三元共混
由于无机填料与这些通用塑料的相容性比较差,导致这种复合材料韧性和断裂伸长率都被削弱。
通常采用添加相应的偶联剂来改善无机填料与基材的附着力和相容性。
除了这种方法,在聚合物中填充技术得到改进,使得聚合反应直接在无机纤维填料的表面进行[[] 苏荣锦,黄安民. 超高分子量聚乙烯改性研究进展[J]. 塑料科技, 2010, 38(6):93-97.]。
其他方法也介绍了,在聚合物中填充橡胶粒子,可以在聚合物内部形成两相结构,形成核-壳相,分散相。
刚性的纤维作为核-壳相的核结构,橡胶形成壳结构分散在聚合物基体内部。
然而,这种复合材料的力学性能是复杂的,随着体系中粒子界面之间相互作用而发生变化。
在这种分散体系下,在复合材料中橡胶相是随机分散的。
虽然填充后的复合材料韧性有所改善,但是模量,刚性和拉伸强度都呈下降趋势。
造成这一差异可能是由于填充的橡胶粒子增加了复合材料的韧性。
UHMWPE是一种性能优异的工程塑料,具有良好的韧性,高强度,优异的耐磨损性能。
由于UHMWPE的分子量很大,加工温度即使达到其熔点,熔体几乎不发生流动,因此UHMWPE极其难以加工。
据报道[[] 雷毅, 郭建良. 超高分子量聚乙烯的流动改性研究进展[J]. 工程塑料应用, 2005, 33(4):70-72.],UHMWPE能和某些聚合物进行共混,例如,聚醚砜,聚碳酸酯,高密度聚乙烯,提高基材的韧性以及抗裂纹发展的能力[[] 李建利, 张新元, 贾哲昆,等. 超高分子量聚乙烯纤维性能及生产现状[J]. 针织工业, 2016(6):21-25.]。
因此,探索出UHMWPE 与CaCO3/HDPE两者形成的共混物最佳性能的共混体系。
2.3 UHMWPE综合性能 UHMWPE是一种线型高密度聚乙烯,分子量在2×106到16×106g/mol,极高的分子量为基材提供了优异的抗冲击性能以及耐磨损性,但是它的这些性质阻碍了传统的挤出成型的加工方法。
UHMWPE具有独特的理化性质[[] 杨玉清, 王佩璋. 超高分子量聚乙烯的改性研究进展[J]. 塑料制造, 2004(4):45-51.]:1.相对于其他热塑性塑料而言,UHMWPE具有较好的耐磨损性能,2.优异的抗冲击性能,
3.具有较低的摩擦系数,以及良好的自润滑性能,3.较高的抗拉伸断裂能力,
4.较好的抗疲劳失效能力,
5.噪音和能量的衰减性能,
6.优异的电绝缘性能,
7.广泛用于食品以及医药行业。
UHMWPE通常加工成板材来使用,基于UHMWPE以上性质,UHMWPE熔体流动速率几乎为0,与其他热塑性塑料有较差的相容性,由于它的熔体粘度过高,无法采用传统的挤出成型的方法进行加工,熔体粘度大大限制了UHMWPE的加工范围。
总之,UHMWPE成型方法源于冶金以及氟碳粉末的加工。
UHMWPE粉末由于具有足够的强度,模量以及抗蠕变性能,通常用在建筑行业中作为一种结构材料来使用。
3.展望
以上介绍了UHMWPE多种改性方法,随着改性技术的不断革新,UHMWPE纤维必将广泛地应用于各个领域。
UHMWPE改性作为一种新型技术,填充改性后的共混物受诸多因素的影响。
其次UHMWPE自增强材料应用领域的特殊性,优化在各个领域使用性能。
UHMWPE 复合材料的相关性能与各个配方配比及性质有着重要关系,随着时间的推移和更多新产品的开发和研制, UHMWPE必将会更好的造福人类。
4. 参考文献
[1] 梁淑君, 贾润礼. 超高分子量聚乙烯的研究现状[J]. 山西化工, 2002, 22(2):20-22.
[2] 苏荣锦, 黄安民. 超高分子量聚乙烯改性研究进展[J]. 塑料科技, 2010, 38(6):93-97.
[3] 雷毅, 郭建良. 超高分子量聚乙烯的流动改性研究进展[J]. 工程塑料应用, 2005, 33(4):70-72.
[4] 李建利, 张新元, 贾哲昆,等. 超高分子量聚乙烯纤维性能及生产现状[J]. 针织工业, 2016(6):21-25.
[5] 杨玉清, 王佩璋. 超高分子量聚乙烯的改性研究进展[J]. 塑料制造, 2004(4):45-51.。