东莞市昕瑞新材料有限公司
< 物性表 >
产品信息
产品名称：UHMWPE(超高分子聚乙烯）
英文名称：ultra high molecular weight polyethylene
熔点：130～136℃
分子量：150万以上
品牌：日本三井化学
型号：240
加工级别：其它 注塑 其它
用途：可制作各种齿轮、凸轮、叶轮、滚轮、滑轮、轴承、轴瓦、轴套、削轴、垫片、密封垫、弹性联轴节、螺钉等机械零部件。
产品参数
基本信息
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特性 用途 机构评级 加工方法 挤出
模压成型
柱塞压出
FDA 21 CFR 177.1520(c) 2.2
薄膜
衬里
齿轮
传送机配件
垫圈
阀门/阀门部件
非特定食品应用
工业应用
管件
滚轴
连接器
农业应用
片材
体育用品
纤维
修复修补
医疗/护理用品
抗撞击性，高
良好耐磨损性
耐低温冲击
耐化学性良好
食品接触的合规性
吸水低或不吸水
自润滑
物理性能额定值单位制测试方法
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密度 0.935 g/cm3 ASTM D1505 表观密度 0.44 g/cm3 ASTM D1895 平均分子量 2.40E+6 内部方法 平均颗粒尺寸 160 μm 内部方法 补充信息额定值单位制测试方法
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Dynstat Impact 85.0 kJ/m2 内部方法 Sand Abrasion Wear - mg 10.0 mg/g 内部方法 机械性能额定值 测试方法
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摩擦系数 0.20 内部方法 < 应用范围 >
UHMWPE的成型加工
(一)成型特性
UHMWPE加工时的熔触粘度高达108Pa·s，流动性极差，其熔体流动指数几乎为零，所以很难直接进行挤出或注射成型。其主要成型特性如下：
（1）物料熔融时粘度极高，不成粘流态，而是处与高粘弹态。UHMWPE在挤出机中的挤出过程，可以看成是由固体的粉料变成熔融的橡胶状高粘弹性体的过程；而不像普通高密度聚乙烯那样，物料因加热、螺杆转动对其的剪切以及向前的推力，使其一边前进一边混炼，逐步变为料性流体的过程。UHMWPE在常规螺杆挤出机上加工时，很难沿螺槽推进，而是包住螺杆一起旋转，陷入不能挤出的状态。
（2）临界剪切速率低，熔体易破裂。UHMWPE在剪切速率很低（0.01/s）时就可能产生熔体破裂现象；而普通高密度则在剪切速率达100/s时才会出现熔体破裂现象。因此，在UHMWPE进行挤出成犁时，挤出速度不能快，否则会造成熔体破裂，表面出现裂纹。在进行注射成型时，由于出现喷射流状态而引起气孔和脱层现象。
（3）UHMWPE的摩擦因数极低，使粉料在进料过程中极易打滑，不易进料。
（4）成型温度范围窄，易氧化降解。
由于UHMWPE这些成型特性，使它很难用普通热塑性塑料加工方法成型，而主要采用类似聚四氟乙烯的粉末压制烧结成型工艺。自20世纪80年代以来，国外开始研究设计特殊结构的挤出机和注射机，辅之于成型工艺条件的不断改进和探索，获得了很大成功，使UHMWPE已能用挤出和注射等方法进行成型加工。
(二)压制烧结成型
UHMWPE的压制烧结成型与PTFE的粉术烧结成型基本相似，即将粉末在室温下加压，制成有适当密度和强度的压缩物，然后在规定的温度下进行烧结而成。表2-7-5示出了美国Hercules公司Hi-Fax和德国Hoechst公司Hostalen部分品级UHMWPE粉末的性能。
压制烧结法的成型工艺是，先将UHMWPE粒料粉碎至平均粒径小于300μm左右的粉末，再将粉术置于模具中，加压至42MPa，在该压力下保持3min，得到未烧结的坯料。然后在空气中，以80℃/h的速率升温，加热到163℃，保温4h，再以同样速率降温冷却。如果在氮气中进行，可将烧结温度提高到200℃，烧结时间为1.5h。烧结成型的制品，拉仲强度可达28MPa以上，伸长率也可达200％以上。
烧结的密度直接影响制品的性能。增大密度可以得到较高的机械强度（图2-7-18）。影响烧结密度的直接因素是模压的压力。如图2-7-19所示，在通常情犹下，模压压力不得少于40MPa，但超过50MPa，压力对烧结密度的影响不明显。通常，模压压力控制住40～45MPa左右。在设计制品结构时，还应允分考虑烧结密度、烧结时间等因素对制品尺寸的影响。图2-7-20为UHMWPE烧结时间与制品尺寸变化率的关系。
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