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    超高分子量聚乙烯襯板 PE1000 UPE UHMWPE


  • 商品貨號: P0000003

  • 品牌商標: 太格拉

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簡介
超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)是指平均分子量在150萬以上的聚乙烯。它是一種性能優異的熱塑型工程塑料,其耐沖擊性、耐磨損性、自潤滑性、耐化學藥品性、以及無毒性和可加工性是目前所有塑料中最好的。因此,用該材料制作的板材、管材在電力、紡織、食品、醫藥、印刷、造紙、陶瓷、環保、礦山、化工等行業中已獲得了廣泛的應用,尤其在火電廠原煤倉作襯里板、及粉煤灰自卸車襯板、輸送粉煤灰管道的應用中已受到了人們的重視。

超高分子量聚乙烯的性能及應用
2.1超高分子量的定義
分子量在150萬以上的聚乙烯稱為超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)。
2.2UHMW-PE制品的主要性能指標


性    能
指    標 性    能 指    標
分子量 180-300萬 熱變形溫度(0.45MPa) 86℃
密  度 0.935-0.945g/cm3 熔   點 137℃
拉伸強度 30MPa 摩擦系數 0.08
斷裂伸長率 300-400% 摩 損 率 0.6%

2.3性能
UHMW-PE極高的分子量(HDPE的分子量通常只有2-30萬)賦予其優異的使用性能,而且屬于價格適中、性能優良的熱塑性工程塑料,它幾乎集中了各種塑料的優點,具有普通聚乙烯和其它工程塑料無可比擬的耐磨、耐沖擊、自潤滑、吸收沖擊能、耐低溫、不易粘附、比較輕等綜合性能。事實上,目前還沒有一種單純的高分子材料兼有如此眾多的優異性能。
2.4耐磨性
UHMW-PE的耐磨性居塑料之冠,并超過某些金屬,圖1為UHMW-PE與其它材料耐磨性比較。砂漿磨耗指數:
圖1  UHMW-PE與其它材料的耐磨性比較
從圖1可以看出,與其它工程塑料相比,UHMW-PE的砂漿磨耗指數僅是PA66的1/5,HDPE和PVC的1/10:與金屬相比,是碳鋼的1/7,黃銅的1/27。這樣高的耐磨性,以致于用一般塑料磨耗實驗法難以測試其耐磨程度,因而專門設計了一種砂漿磨耗測試方法。UHMW-PE耐磨性與分子量成正比,分子量越高其耐磨性越好。
2.5耐沖擊性    UHMW-PE的沖擊強度,在所有工程塑料中名列前茅,圖2為UHMW-PE與其它工程塑料沖擊強度比較。從圖2可以看出,UHMW-PE的沖擊強度約為耐沖擊PC的2倍,ABS的5倍,POM和PBTP的10余倍。耐沖擊性如此之高,以致于采用通常沖擊試驗方法難以使其斷裂破壞。其沖擊強度隨分子量的增大而提高,在分子量為150萬時達到最大值,然后隨分子量的繼續升高而逐漸下降。值得指出的是,它在液氮中(-196℃)也能保持優異的沖擊強度,這一特性是其它塑料所沒有的。此外,它在反復沖擊后表面硬度更高。
圖2  UHMW-PE與其它工程塑料沖擊強度比較
2.6自潤滑性
UHMW-PE有極低的磨擦系數(0.05-0.11),故自潤滑性優異。表1為UHMW-PE與其它工程塑料磨擦系數比較。從表1中可以看出,UHMW-PE的動磨擦系數在水潤滑條件下是PA66和POM的1/2,在無潤滑條件下僅次于塑料中自潤滑性最好的聚四氟乙烯(PTFE);當它以滑動或轉動形式工作時,比鋼和黃銅添加潤滑油后的潤滑性還要好。因此,在磨擦學領域UHMW-PE被譽為成本、性能非常理想的磨擦材料。
表1    UHMW-PE與其它工程塑料磨擦系數比較


名  稱
動磨擦系數
自潤滑 水潤滑 油潤滑
UHMW-PE 0.10-0.22 0.05-0.01 0.05-0.08
PTFE 0.04-0.25 0.04-0.08 0.04-0.05
PA66 0.15-0.40 0.14-0.19 0.06-0.11
POM 0.15-0.35 0.10-0.20 0.05-0.10

2.7耐化學藥品性
UHMW-PE具有優良的耐化學藥品性,除強氧化性酸液外,在一定溫度和濃度范圍內能耐各種腐蝕性介質(酸、堿、鹽)及有機介質(萘溶劑除外)。其在20℃和80℃的80種有機溶劑中浸漬30d,外表無任何反?,F象,其它物理性能也幾乎沒有變化。
2.8沖擊能吸收性
UHMW-PE具有優異的沖擊能吸收性,沖擊能吸收值在所有塑料中最高,因而噪聲阻尼性很好,具有優良的消音效果。
2.9耐低溫性
UHMW-PE具有優異的耐低溫性能,在液氦溫度(-269℃)下仍具有延展性,因而能夠用作核工業的耐低溫部件。
2.10衛生無毒性
UHMW-PE衛生無毒,完全符合日本衛生協會的標準,并得到美國食品及藥物行政管理局和美國農業部的認可,可用于接觸食品和藥物。
2.11不粘性
UHMW-PE表面吸附力非常微弱,其抗粘附能力僅次于塑料中不粘性最好的PTRE,因而制品表面與其它材料不易粘附。
2.12憎水性
UHMW-PE吸水率很低,一般小于0.01%,為PA6的1%,因而在成型加工前一般不必干燥處理。
2.13密度
表2為UHMW-PE與其它工程塑料密度比較,由表2可知,UHMW-PE的密度比其它所有工程塑料都低,一般比PTRE低56%,比POM低32%,比PBTP低30%,因此其制品非常輕便。
表2  UHMW-PE與其它工程塑料密度比較


名      稱
相 對 密 度 UHMW-PE密度比其低(%)
PTFE 2.12 56
POM 1.41 33
PBTP 1.31 30
PC 1.20 22
PA 1.02-1.14 8-18
UHMW-PE 0.94  

2.14拉伸強度
由于UHMW-PE具有超拉伸取向必備的結構特征,所以有無可匹敵的超高拉伸強度,因此可通過凝膠紡絲法制得超高彈性模量和強度的纖維,其拉伸強度高達3-3.5GPa,拉伸彈性模量高達100-125GPa;纖維比強度是迄今已商品化的所有纖維中最高的,比碳纖維大4倍,比鋼絲大10倍,比芳綸維大50%.
2.15其它性能
UHMW-PE還具有優良的電氣絕緣性能,比HDPE更優良的耐環境應力開裂性,比HDPE更好的耐疲勞性及耐γ-射線能力。此外,本廠可根據用戶的具體使用場所,添加不同的配方,使之阻燃、抗靜電、抗老化之特性。
2.16不足之處
與其它工程塑料相比,UHMW-PE耐熱性、剛度和硬度偏低,但可以通過“填充”和“交聯”等方法來改善;從耐熱性來看,UHMW-PE的熔點(136℃)與普通聚乙烯大體相同,但因其分子量大,熔融粘度高,故加工難度大。

  1. 火電廠煤及粉煤灰輸送過程中的現狀

3.1隨著全球石油資源的日益減少,煤電的重要性已無需多言,目前我國30萬千瓦的火電廠有400多座,如果算上10萬千瓦以上的電站,大約有二千座之多,通常一個30萬千瓦電廠,日燃煤消耗量約1.2萬噸,產灰量為2000噸左右,這些灰全部要通過拌漿用管道輸送到堆灰廠。傳統的粉煤灰輸送管道使用鋼管,由于在一定的溫度下灰中活性元素可與鋼起電化學反應,而產生結垢,大大降低了輸灰效率,電廠幾乎每年要用鹽酸進行清垢,每次耗資數拾萬    元,且造成嚴重的環境污染,而且鋼管磨損和腐蝕亦較嚴重。

  1. 2目前已建或在建的火電廠的原煤倉基本結構為兩種形式,第一采用砼內噴鐵沙的方式,第二采用鋼板焊制,在長期使用中發現無論采取那種形式由于其表面不光滑、摩擦系數大、吸水性高,因此都不同程度地存在著粘結和堵倉等現象,尤其是開采的軟煤粉煤多、水份大,堵倉事故尤其嚴重,常見的煤倉粘堵形式有二種:一種是濕煤首先在倉壁上粘結,一層一層疊加在一起,最后使倉內形成類似鼠洞形狀(稱天井如圖一),再放煤時就會造成堵倉。另一種是由于濕煤粉塊之間的內磨擦阻力大,加之它與倉壁的外磨擦阻力也大,當煤倉充滿煤后,其下部錐形段的出煤口處形成類似于卡住和鎖死的拱形狀(俗稱搭橋見圖二)開閘放煤時只能放下極少的一部份,上部煤炭則因起拱而堵倉,多年來為了解決粘結堵倉問題,人們想了許多方法諸如在倉壁上帖瓷磚、襯鋼板等方法,但都未能徹底解決。嚴重影響著下煤速度,不得不采用人工撬搗的方式,不僅增加了勞動強度,影響工作效力,而且很容易造成意外事故的發生。


3.3目前少數電廠仍采用自卸卡車運送粉煤灰,由于拌漿后的煤灰粘性較大,極易粘結在車廂,特別是遇到寒冷天氣,凍結現象較為嚴重,自卸后仍然有大量的粉煤灰滯留在車廂里,不得不采用人工扒、敲的方法,同樣增加了勞動強度,影響運送的效力。

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