超高分子量聚乙烯的开发及运用

聚乙烯英文名称：polyethylene ，简称PE，是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。在工业上，也包含乙烯与少数 α－烯烃的共聚物。聚乙烯无臭，无毒,手感似蜡,具有优秀的耐低温功能(最低运用温度可达-70~-100℃),化学稳定性好,能耐大多数酸碱的腐蚀(不耐具有氧化性质的酸),常温下不溶于通常溶剂,吸水性小,电绝缘功能优秀;作为工程塑料，超高分子量聚乙烯具有线型构造以及杰出的归纳功能。最早完成工业化是在上世纪五十年代的美国，以后先后在德、日等国完成。中国于上世纪七十年代末正式投入出产。开端分子量仅为150万左右，在日益前进的技能水平的影响下，当时分子量最高可达300万。超高分子量聚乙烯分子量平均值在35万到800万之间，恰是因为具有如此之高的分子量，使其在耐冲击、耐磨损以及耐化学腐蚀等方面具有杰出体现；不仅如此，超高分子量聚乙烯在耐低温方面也有超卓体现，即时处于-40℃低温环境中，其冲击强度照旧杰出，其正常运用的最低温度为-269℃。

　　二、加工技能
　　超高分子量聚乙烯熔融状况下的粘度为108Pas，这就意味着其活动性较弱，熔体指数接近于零，因而，运用惯例机械加工办法进行加工不太实际。跟着机械年来超高分子量聚乙烯加工技能的不断前进，再加上对惯例加工设备的改善，超高分子量聚乙烯的成型加工办法已经从之前的先限制再烧结成型开展成挤出、吹塑-打针成型以及其它特别办法。

1.通常加工技能
　　聚乙烯关于环境应力(化学与机械效果)是很灵敏的，耐热老化性差。聚乙烯的性质因品种而异，首要取决于分子构造和密度。选用不一样的出产办法可得不一样密度(0.91~0.96g/cm3）的产品。聚乙烯可用通常热塑性塑料的成型办法(见塑料加工)加工。用处非常广泛，首要用来制作薄膜、容器、管道、单丝、电线电缆、日用百货等，并可作为电视、雷达等的高频绝缘材料。跟着石油化工的开展，聚乙烯出产得到迅速开展，产值约占塑料总产值的1/4。1983年国际聚乙烯总出产才能为24.65Mt，在建设备才能为3.16Mt。

　　限制-烧结。这也是超高分子量最早的加工办法，该办法功率低，而且存在易氧化和降解的疑问，运用直接电加热法能够促进加工功率的提升；Werner和Pfleiderer公司所推出的超高速熔结加工法，运用叶片式混合机能够在极短的时刻内到达加工所需温度；挤出成型。该办法首要设备有柱塞挤出机、单双螺杆挤出机等，其间双螺杆挤出机通常运用同向旋转双螺杆；注塑成型。该技能开端是日本三井石油化工公司研制的，并于1976年正式实施；随后有研宣布往复式螺杆注塑成型技能；美国Hoechst公司于1985年成功研宣布超高分子量聚乙烯螺杆注塑成型技能；自1983年起，北京塑料研讨所便致力于国产打针机的改善，最终成功制成首要适用于啤酒灌装的超高分子量聚乙烯托轮以及水泵轴套；吹塑成型。加工超高分子量聚乙烯的过程中，在从口模处将物料挤出后会存在必定程度的回缩景象，下垂景象几乎不存在，也即是中空容器，从而为比如油箱等较大的容器的吹塑供给便当；不仅如此，超高分子量聚乙烯吹塑成型所构成的薄膜具有功能高且纵横轻度均衡等优势，这么，能够有用防止呈现之前很容易发作的纵向损坏等疑问。

2.特别加工技能
　　超高分子量聚乙烯除了上述惯例加工办法以外，实践中还存在一系列的特别加工办法，首要有以下几种：
2.1辊压成型
　　此成型办法归于固态加工法，也即是说，在不超出超高分子量熔点规模的情况下通过施加压力，促进粒子形状发作改动，进而保证粒子与粒子之间能够到达非常好的交融效果。辊压成型法首要运用的设备有带有螺槽的旋转轮以及带有舌槽的弓形滑块，而且舌槽和螺槽之间呈相互笔直联系。在进行超高分子量聚乙烯的成型加工过程中，凭借物料和器壁之间所发生的摩擦力，使超高分子量聚乙烯粒子形状发作改动。在机座结尾设备加热支台，物料从模口挤出。假定将该辊压设备和挤压机合作运用，便能够保证超高分子聚乙烯成型加工过程接连化的完成。

2.2冻胶纺丝
　　上世纪七十年代末，冻胶纺丝法成功面世，运用此办法能够加工出高强度以及高模量聚乙烯纤维。最早请求此项专利技能的是荷兰，以后美国、日本等国家先后完成工业化出产。1985年，中国纺织大学化纤所开端对该技能打开研讨，并运用新技能成功制备功能优越的超高分子量纤维。详细而言，超高分子量聚乙烯冻胶纺丝法为：运用相应溶液对超高分子量聚乙烯进行溶解，得到半稀溶液，从喷丝孔将其挤出，以后通过冷却处理使其凝结，这么便得到了冻胶原丝；差不多悉数溶液都在冻胶原丝中，这么也就完好保留了超高分子量聚乙烯大分子链解缠状况，而且跟着溶液温度的不断下降，冻胶体中会构成超高分子量聚乙烯折叠片晶，大分子从折叠链转换为伸直链，便得到了高强度及高模量纤维。

　　除上述办法以外，超高分子量聚乙烯特别加工办法还包含光滑挤出、先进行热处理再进行限制、射频加工以及凝胶挤出法等。

三、加工功能的完善
　　高分子量聚乙烯具有较长的分子链，在遭到剪切力影响时很容易呈现开裂景象，此外在温度较高的环境中还存在降解疑问。所以，保证加工环境的低温度、尽可能的缩短加工时刻以及对剪切力进行有用操控非常必要。为处理实际疑问，一方面需求对成型机械进行特别规划，另一方面，还要改善树脂配方，也即是将其和别的树脂相混合或者是增加活动改性剂。

　　