特性；高強度 耐磨 高剛性

產品信息

產品名稱：UHMWPE(超高分子聚乙烯）

英文名稱：ultra high molecular weight polyethylene

熔點：130～136℃分子量：150萬以上

品牌：日本三井化學型號：145M

加工級別：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、彈性聯軸節、螺釘等機械零部件。

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

??? （1）物料熔融時粘度極高，不成粘流態，而是處與高粘彈態。UHMWPE在擠出機中的擠出過程，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程；而不像普通高密度聚乙烯那樣，物料因加熱、螺桿轉動對其的剪切以及向前的推力，使其一邊前進一邊混煉，逐步變為料性流體的過程。UHMWPE在常規螺桿擠出機上加工時，很難沿螺槽推進，而是包住螺桿一起旋轉，陷入不能擠出的狀態。

??? （2）臨界剪切速率低，熔體易破裂。UHMWPE在剪切速率很低（0.01/s）時就可能產生熔體破裂現象；而普通高密度則在剪切速率達100/s時才會出現熔體破裂現象。因此，在UHMWPE進行擠出成犁時，擠出速度不能快，否則會造成熔體破裂，表面出現裂紋。在進行注射成型時，由于出現噴射流狀態而引起氣孔和脫層現象。

??? （3）UHMWPE的摩擦因數極低，使粉料在進料過程中極易打滑，不易進料。

??? （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成型工藝。自20世紀80年代以來，國外開始研究設計特殊結構的擠出機和注射機，輔之于成型工藝條件的不斷改進和探索，獲得了很大成功，使UHMWPE已能用擠出和注射等方法進行成型加工。

??? (二)壓制燒結成型

??? UHMWPE的壓制燒結成型與PTFE的粉術燒結成型基本相似，即將粉末在室溫下加壓，制成有適當密度和強度的壓縮物，然后在規定的溫度下進行燒結而成。表2-7-5示出了美國Hercules公司Hi-Fax和德國Hoechst公司Hostalen部分品級UHMWPE粉末的性能。



??? 壓制燒結法的成型工藝是，先將UHMWPE粒料粉碎至平均粒徑小于300μm左右的粉末，再將粉術置于模具中，加壓至42MPa，在該壓力下保持3min，得到未燒結的坯料。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。如果在氮氣中進行，可將燒結溫度提高到200℃，燒結時間為1.5h。燒結成型的制品，拉仲強度可達28MPa以上，伸長率也可達200％以上。

??? 燒結的密度直接影響制品的性能。增大密度可以得到較高的機械強度（圖2-7-18）。影響燒結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50MPa，壓力對燒結密度的影響不明顯。通常，模壓壓力控制住40～45MPa左右。在設計制品結構時，還應允分考慮燒結密度、燒結時間等因素對制品尺寸的影響。圖2-7-20為UHMWPE燒結時間與制品尺寸變化率的關系。

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