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超高分子量聚乙烯(UHMWPE)好嗎?又好在哪里呢?
一、耐磨性
具有可與聚四氟乙烯(PTFE)相匹敵的特性,被稱為超耐磨的熱塑性樹脂。UHMWPE的耐磨性居塑料之冠,并超過某些金屬, UHMWPE與其它材料耐磨性比較。與其它工程塑料相比,UHMWPE的沙漿磨耗指數僅是PA66的1/5,HEPE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沙漿磨耗測試裝置。UHMWPE耐磨性與分子量成正比,分子量越高,其耐磨性越好。
二、耐沖擊性
UHMWPE的沖擊強度,在所有工程塑料中名列前茅, UHMWPE與其他工程塑料沖擊強度比較, UHMWPE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(-195℃)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,它在反復沖擊表面硬度更高。
三、自潤滑性
UHMWPE有極低的摩擦因數(0.05~0.11),故自潤滑性優異。UHMWPE與其他工程塑料摩擦因數比較。UHMWPE的動摩擦因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,比鋼和黃銅加潤滑油后的潤滑性還要好。因此,在摩擦學領域UHMWPE被譽為成本/性能非常理想的摩擦材料。
四、耐化學腐蝕
UHMWPE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(荼溶劑除外)。
其在20℃和80℃的80種有機溶劑中浸漬30d,外表無任何反常現象,其它物理性能也幾乎沒有變化。
五、抗沖擊性能
UHMWPE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,因而噪聲阻尼性能很好,具有優良的削音效果。
六、耐低溫性
UHMWPE具有優異的耐低溫性,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。
七、衛生無毒性
UHMWPE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。
八、不粘性
UHMWPE表面吸附能力非常微弱,其抗粘符能力僅次于塑料中不粘性最好的PTFE,因而制品表面與其它材料不易粘符。
九、吸水性小
UHMWPE吸水率很低;一般小于0.01%,僅為PA66的1%,因而在成型加工前一般不必干燥處理。
十、拉伸強度
由于UHMWPE具有朝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,比芳綸纖維大50%。
十一、其他性能
UHMWPE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射線能力。