高強(qiáng)度 板材級(jí) UHMWPE 日本三井化學(xué) 145M 注塑級(jí)

特性；高強(qiáng)度 耐磨 高剛性

產(chǎn)品信息

產(chǎn)品名稱：UHMWPE(分子聚乙烯）

英文名稱：ultra high molecular weight polyethylene

熔點(diǎn)：130～136℃分子量：150萬(wàn)以上

品牌：日本三井化學(xué)型號(hào)：145M

加工級(jí)別：其它 注塑 其它

用途：可制作各種齒輪、凸輪、葉輪、滾輪、滑輪、軸承、軸瓦、軸套、削軸、墊片、密封墊、彈性聯(lián)軸節(jié)、螺釘?shù)葯C(jī)械零部件。

UHMWPE的成型加工
    (一)成型特性
    UHMWPE加工時(shí)的熔觸粘度高達(dá)108Pa·s，流動(dòng)性極差，其熔體流動(dòng)指數(shù)幾乎為零，所以很難直接進(jìn)行擠出或注射成型。其主要成型特性如下：

    （1）物料熔融時(shí)粘度極高，不成粘流態(tài)，而是處與高粘彈態(tài)。UHMWPE在擠出機(jī)中的擠出過(guò)程，可以看成是由固體的粉料變成熔融的橡膠狀高粘彈性體的過(guò)程；而不像普通高密度聚乙烯那樣，物料因加熱、螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)其的剪切以及向前的推力，使其一邊前進(jìn)一邊混煉，逐步變?yōu)榱闲粤黧w的過(guò)程。UHMWPE在常規(guī)螺桿擠出機(jī)上加工時(shí)，很難沿螺槽推進(jìn)，而是包住螺桿一起旋轉(zhuǎn)，陷入不能擠出的狀態(tài)。

    （2）臨界剪切速率低，熔體易破裂。UHMWPE在剪切速率很低（0.01/s）時(shí)就可能產(chǎn)生熔體破裂現(xiàn)象；而普通高密度則在剪切速率達(dá)100/s時(shí)才會(huì)出現(xiàn)熔體破裂現(xiàn)象。因此，在UHMWPE進(jìn)行擠出成犁時(shí)，擠出速度不能快，否則會(huì)造成熔體破裂，表面出現(xiàn)裂紋。在進(jìn)行注射成型時(shí)，由于出現(xiàn)噴射流狀態(tài)而引起氣孔和脫層現(xiàn)象。

    （3）UHMWPE的摩擦因數(shù)極低，使粉料在進(jìn)料過(guò)程中極易打滑，不易進(jìn)料。

    （4）成型溫度范圍窄，易氧化降解。

    由于UHMWPE這些成型特性，使它很難用普通熱塑性塑料加工方法成型，而主要采用類似聚四氟乙烯的粉末壓制燒結(jié)成型工藝。自20世紀(jì)80年代以來(lái)，國(guó)外開始研究設(shè)計(jì)特殊結(jié)構(gòu)的擠出機(jī)和注射機(jī)，輔之于成型工藝條件的不斷改進(jìn)和探索，獲得了很大成功，使UHMWPE已能用擠出和注射等方法進(jìn)行成型加工。

    (二)壓制燒結(jié)成型

    UHMWPE的壓制燒結(jié)成型與PTFE的粉術(shù)燒結(jié)成型基本相似，即將粉末在室溫下加壓，制成有適當(dāng)密度和強(qiáng)度的壓縮物，然后在規(guī)定的溫度下進(jìn)行燒結(jié)而成。表2-7-5示出了美國(guó)Hercules公司Hi-Fax和德國(guó)Hoechst公司Hostalen部分品級(jí)UHMWPE粉末的性能。



    壓制燒結(jié)法的成型工藝是，先將UHMWPE粒料粉碎至平均粒徑小于300μm左右的粉末，再將粉術(shù)置于模具中，加壓至42MPa，在該壓力下保持3min，得到未燒結(jié)的坯料。然后在空氣中，以80℃/h的速率升溫，加熱到163℃，保溫4h，再以同樣速率降溫冷卻。如果在氮?dú)庵羞M(jìn)行，可將燒結(jié)溫度提高到200℃，燒結(jié)時(shí)間為1.5h。燒結(jié)成型的制品，拉仲?gòu)?qiáng)度可達(dá)28MPa以上，伸長(zhǎng)率也可達(dá)200％以上。

    燒結(jié)的密度直接影響制品的性能。增大密度可以得到較高的機(jī)械強(qiáng)度（圖2-7-18）。影響燒結(jié)密度的直接因素是模壓的壓力。如圖2-7-19所示，在通常情猶下，模壓壓力不得少于40MPa，但超過(guò)50MPa，壓力對(duì)燒結(jié)密度的影響不明顯。通常，模壓壓力控制住40～45MPa左右。在設(shè)計(jì)制品結(jié)構(gòu)時(shí)，還應(yīng)允分考慮燒結(jié)密度、燒結(jié)時(shí)間等因素對(duì)制品尺寸的影響。圖2-7-20為UHMWPE燒結(jié)時(shí)間與制品尺寸變化率的關(guān)系。

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