超高分子量聚乙烯工藝及應(yīng)用領(lǐng)域

超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）纖維是當(dāng)今*三代特種纖維，強(qiáng)度高達(dá)30.8cN/dtex,比強(qiáng)度是化纖中zui高的，又具有較好的耐磨、耐沖擊、耐腐蝕、耐光等優(yōu)良性能。它可直接制成繩索、纜繩、漁網(wǎng)和各種織物：防彈背心和衣服、防切割手套等，其中防彈衣的防彈效果優(yōu)于芳綸 。上已將超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）纖維織成不同纖度的繩索，取代了傳統(tǒng)的鋼纜繩和合成纖維繩等。超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）纖維的復(fù)合材料在軍事上已用作裝甲兵器的殼體、雷達(dá)的防護(hù)外殼罩、頭盔等；體育用品上已制成弓弦、雪橇 和滑水板等。

潤滑擠出(注射)

潤滑擠出(注射)成型技術(shù)是在擠出(注射)物料與模壁之間形成一層潤滑層，從而降低物料各點間的剪切速率差異，減小產(chǎn)品的變形，同時能夠?qū)崿F(xiàn)在低溫 、低能耗條件下提高高粘度聚合物的擠出(注射)速度。產(chǎn)生潤滑層的方法主要有兩種：

自潤滑和共潤滑。自潤滑擠出(注射)

　　超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）的自潤滑擠出(注射)是在其中添加適量的外部潤滑劑，以降低聚合物分子與金屬模壁間的摩擦與剪切，提高物料流動的均勻性及脫模效果和擠出質(zhì)量。外部潤滑劑主要有脂肪酸、復(fù)合脂、有機(jī)硅樹脂、石臘及其它低分子量樹脂等。擠出(注射)加工前，先將潤滑劑同其它加工助劑一起混入物料中，時，物料中的潤滑劑滲出，形成潤滑層，實現(xiàn)自潤滑擠出(注射 )。

　　有報道〔4〕：將70份石蠟油、30份超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）和1份氧相二氧化硅(高度分散的硅膠)混合造粒，在190℃的溫度下就可實現(xiàn)順利擠出(注射)。

共潤滑擠出(注射)

　　超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）的共潤滑擠出(注射)有兩種情況，一是采用縫隙法〔5、6〕將潤滑劑壓入到模具中，使其在模腔內(nèi)表面和熔融物料間形成潤滑層；二是與低粘度樹脂共混，使其作為產(chǎn)物的一部分(詳見3.2.1)。如：超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）薄板時，由定量泵向模腔內(nèi)輸送SH200有機(jī)硅油作潤滑劑，所得產(chǎn)品外觀質(zhì)量有明顯提高，特別是由于擠出變形小，增加了拉伸強(qiáng)度。

　　輥壓成型：

輥壓成型是一種固態(tài)加工方法，即在超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）的熔點以下對其施加一很大的壓力 ，通過粒子形變，有效地將粒子與粒子融合。主要設(shè)備是一帶有螺槽的旋轉(zhuǎn)輪和一帶有舌槽的弓形滑塊 ，舌槽與螺槽垂直。在加工過程中有效地利用了物料與器壁之間的摩擦力，產(chǎn)生的壓力足夠使超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）粒子發(fā)生形變。在機(jī)座末端裝有加熱支臺，經(jīng)過模口擠出物料。如將此項輥壓裝置與擠壓機(jī)聯(lián)用，可使加工過程連續(xù)化。

　　熱處理壓制成型：

把超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）樹脂 粉末在140℃～275℃之間進(jìn)行1min～30min的短期加熱，發(fā)現(xiàn)超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）的某些物理性能出人意料地大大改善。用熱處理過的超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）粉料壓制出的制品和未熱處理過的UHMPWE制品相比較，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溫機(jī)械性能大大提高了。

　　射頻加工：

采用射頻加工超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）是一種嶄新的加工方法，它是將超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）粉末和介電損耗高的炭黑粉末均勻混合在一起，用射頻輻照，產(chǎn)生的熱可使超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）粉末表面發(fā)生軟化，從而使其能在一定壓力下固結(jié)。用這種方法可在數(shù)分鐘內(nèi)模壓出很厚的大型部件，其加工效率比目前超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）常規(guī)模壓加工高許多倍。

　　制備多孔膜

將超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）溶解在揮發(fā)溶劑中，連續(xù)擠出，然后經(jīng)一個熱可逆凝膠/結(jié)晶過程，使其成為一種濕潤的凝膠膜，蒸除溶劑使膜干燥。由于已形成的骨架結(jié)構(gòu)限制了凝膠的收縮，在干燥過程中產(chǎn)生微孔，經(jīng)雙軸拉伸達(dá)到zui大空隙率而不破壞完整的多孔結(jié)構(gòu)。這種材料可用作防水、通氧織物和耐化學(xué)品服裝，也可用作超濾/微量過濾膜、復(fù)合薄膜和蓄電池 隔板等。與其它方法相比，由此法制備的多孔超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）膜具有*的孔徑、強(qiáng)度和厚度等綜合性能。
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