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王利鹏(先生)
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王利鹏 (先生)
根据美国菲利普石油公司的划分方法,分子量在150万以上的聚乙烯称为“超高分子量聚乙烯(uhmwpe)”。德国赫斯特(hoechst)公司、美国赫尔克乐斯(hercules)公司和日本三井石油化学公司是世界上生产uhmwpe的三大公司,中国主要生产厂家是北京助剂 二厂、上海高桥石化公司化工厂。超高分子量聚乙烯板的原料,就是分子量在150万以上的超高分子量聚乙烯.
uhmwpe极高的分子量赋予其优异的使用性能,而且属于价格适中、性能优良的热塑性工程塑料,它几乎集中了各种塑料的优点,具有普通聚乙烯和其它工程塑料无可比拟的耐磨、耐冲击、自润滑、耐腐蚀、吸收冲击能、耐低温、卫生无毒、不易粘附、不易吸水、密度较小等综合性能。事实上,目前还没有一种单纯的高分子材料兼有如此众多的优异性能。耐磨性uhmwpe的耐磨性居塑料之冠,并超过某些金属,图1为uhmwpe与其它材料耐磨性比较。从图1可以看出,与其它工程塑料相比,uhmwpe的沙浆磨耗指数仅是pa66的1/5,hepe和pvc的1/10;与金属相比,是碳钢的1/7,黄铜的1/27。这样高的耐磨性,以致于用一般塑料磨耗实验法难以测试其耐磨程度,因而专门设计了一种沙浆磨耗测试装置。uhmwpe耐磨性与分子量成正比,分子量越高,其耐磨性越好。耐冲击性uhmwpe的冲击强度,在所有工程塑料中名列前茅,图2为uhmwpe与其他工程塑料冲击强度比较,从图2中可以看出,uhmwpe的冲击强度约为耐冲击pc的2倍,abs的5倍,pom和pbtp的10余倍。耐冲击性如此之高,以致于采用通常冲击试验方法难以使其断裂破坏。其冲击强度随分子量的增大而提高,在分子量为150万时达到最大值,然后随分子量的继续升高而逐渐下降。值得指出的是,它在液氮中(-195℃)也能保持优异的冲击强度,这一特性是其它塑料所没有的。此外,它在反复冲击表面硬度更高。自润滑性uhmwpe有极低的摩擦因数(0.05~0.11),故自润滑性优异。表1为uhmwpe与其他工程塑料摩擦因数比较。从表1可以看出,uhmwpe的动吗擦因数在水润滑条件下是pa66和pom的1/2,在无润滑条件下仅次于塑料中自润滑性最好的聚四氟乙烯(ptfe);当它以滑动或转动形式工作时,比钢和黄铜加润滑油后的润滑性还要好。因此,在摩擦学领域uhmwpe被誉为成本/性能非常理想的摩擦材料。
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