超高分子量聚乙烯的開發(fā)及運(yùn)用
文章來源： ?????發(fā)布者：admin 時(shí)間：2017-05-10
超高分子量聚乙烯的開發(fā)及運(yùn)用
聚乙烯英文名稱：polyethylene ，簡(jiǎn)稱PE，是乙烯經(jīng)聚合制得的一種熱塑性樹脂。在工業(yè)上，也包含乙烯與少數(shù) α－烯烴的共聚物。聚乙烯無臭，無毒,手感似蠟,具有優(yōu)秀的耐低溫功能(最低運(yùn)用溫度可達(dá)-70~-100℃),化學(xué)穩(wěn)定性好,能耐大多數(shù)酸堿的腐蝕(不耐具有氧化性質(zhì)的酸),常溫下不溶于通常溶劑,吸水性小,電絕緣功能優(yōu)秀;作為工程塑料，超高分子量聚乙烯具有線型構(gòu)造以及杰出的歸納功能。最早完成工業(yè)化是在上世紀(jì)五十年代的美國(guó)，以后先后在德、日等國(guó)完成。中國(guó)于上世紀(jì)七十年代末正式投入出產(chǎn)。開端分子量?jī)H為150萬左右，在日益前進(jìn)的技能水平的影響下，當(dāng)時(shí)分子量最高可達(dá)300萬。超高分子量聚乙烯分子量平均值在35萬到800萬之間，恰是因?yàn)榫哂腥绱酥叩姆肿恿浚蛊湓谀蜎_擊、耐磨損以及耐化學(xué)腐蝕等方面具有杰出體現(xiàn)；不僅如此，超高分子量聚乙烯在耐低溫方面也有超卓體現(xiàn)，即時(shí)處于-40℃低溫環(huán)境中，其沖擊強(qiáng)度照舊杰出，其正常運(yùn)用的最低溫度為-269℃。
二、加工技能
超高分子量聚乙烯熔融狀況下的粘度為108Pas，這就意味著其活動(dòng)性較弱，熔體指數(shù)接近于零，因而，運(yùn)用慣例機(jī)械加工辦法進(jìn)行加工不太實(shí)際。跟著機(jī)械年來超高分子量聚乙烯加工技能的不斷前進(jìn)，再加上對(duì)慣例加工設(shè)備的改善，超高分子量聚乙烯的成型加工辦法已經(jīng)從之前的先限制再燒結(jié)成型開展成擠出、吹塑-打針成型以及其它特別辦法。
1.通常加工技能
聚乙烯關(guān)于環(huán)境應(yīng)力(化學(xué)與機(jī)械效果)是很靈敏的，耐熱老化性差。聚乙烯的性質(zhì)因品種而異，首要取決于分子構(gòu)造和密度。選用不一樣的出產(chǎn)辦法可得不一樣密度(0.91~0.96g/cm3）的產(chǎn)品。聚乙烯可用通常熱塑性塑料的成型辦法(見塑料加工)加工。用處非常廣泛，首要用來制作薄膜、容器、管道、單絲、電線電纜、日用百貨等，并可作為電視、雷達(dá)等的高頻絕緣材料。跟著石油化工的開展，聚乙烯出產(chǎn)得到迅速開展，產(chǎn)值約占塑料總產(chǎn)值的1/4。1983年國(guó)際聚乙烯總出產(chǎn)才能為24.65Mt，在建設(shè)備才能為3.16Mt。
限制-燒結(jié)。這也是超高分子量最早的加工辦法，該辦法功率低，而且存在易氧化和降解的疑問，運(yùn)用直接電加熱法能夠促進(jìn)加工功率的提升；Werner和Pfleiderer公司所推出的超高速熔結(jié)加工法，運(yùn)用葉片式混合機(jī)能夠在極短的時(shí)刻內(nèi)到達(dá)加工所需溫度；擠出成型。該辦法首要設(shè)備有柱塞擠出機(jī)、單雙螺桿擠出機(jī)等，其間雙螺桿擠出機(jī)通常運(yùn)用同向旋轉(zhuǎn)雙螺桿；注塑成型。該技能開端是日本三井石油化工公司研制的，并于1976年正式實(shí)施；隨后有研宣布往復(fù)式螺桿注塑成型技能；美國(guó)Hoechst公司于1985年成功研宣布超高分子量聚乙烯螺桿注塑成型技能；自1983年起，北京塑料研討所便致力于國(guó)產(chǎn)打針機(jī)的改善，最終成功制成首要適用于啤酒灌裝的超高分子量聚乙烯托輪以及水泵軸套；吹塑成型。加工超高分子量聚乙烯的過程中，在從口模處將物料擠出后會(huì)存在必定程度的回縮景象，下垂景象幾乎不存在，也即是中空容器，從而為比如油箱等較大的容器的吹塑供給便當(dāng)；不僅如此，超高分子量聚乙烯吹塑成型所構(gòu)成的薄膜具有功能高且縱橫輕度均衡等優(yōu)勢(shì)，這么，能夠有用防止呈現(xiàn)之前很容易發(fā)作的縱向損壞等疑問。
2.特別加工技能
超高分子量聚乙烯除了上述慣例加工辦法以外，實(shí)踐中還存在一系列的特別加工辦法，首要有以下幾種：
2.1輥壓成型
此成型辦法歸于固態(tài)加工法，也即是說，在不超出超高分子量熔點(diǎn)規(guī)模的情況下通過施加壓力，促進(jìn)粒子形狀發(fā)作改動(dòng)，進(jìn)而保證粒子與粒子之間能夠到達(dá)非常好的交融效果。輥壓成型法首要運(yùn)用的設(shè)備有帶有螺槽的旋轉(zhuǎn)輪以及帶有舌槽的弓形滑塊，而且舌槽和螺槽之間呈相互筆直聯(lián)系。在進(jìn)行超高分子量聚乙烯的成型加工過程中，憑借物料和器壁之間所發(fā)生的摩擦力，使超高分子量聚乙烯粒子形狀發(fā)作改動(dòng)。在機(jī)座結(jié)尾設(shè)備加熱支臺(tái)，物料從模口擠出。假定將該輥壓設(shè)備和擠壓機(jī)合作運(yùn)用，便能夠保證超高分子聚乙烯成型加工過程接連化的完成。
2.2凍膠紡絲
上世紀(jì)七十年代末，凍膠紡絲法成功面世，運(yùn)用此辦法能夠加工出高強(qiáng)度以及高模量聚乙烯纖維。最早請(qǐng)求此項(xiàng)專利技能的是荷蘭，以后美國(guó)、日本等國(guó)家先后完成工業(yè)化出產(chǎn)。1985年，中國(guó)紡織大學(xué)化纖所開端對(duì)該技能打開研討，并運(yùn)用新技能成功制備功能優(yōu)越的超高分子量纖維。詳細(xì)而言，超高分子量聚乙烯凍膠紡絲法為：運(yùn)用相應(yīng)溶液對(duì)超高分子量聚乙烯進(jìn)行溶解，得到半稀溶液，從噴絲孔將其擠出，以后通過冷卻處理使其凝結(jié)，這么便得到了凍膠原絲；差不多悉數(shù)溶液都在凍膠原絲中，這么也就完好保留了超高分子量聚乙烯大分子鏈解纏狀況，而且跟著溶液溫度的不斷下降，凍膠體中會(huì)構(gòu)成超高分子量聚乙烯折疊片晶，大分子從折疊鏈轉(zhuǎn)換為伸直鏈，便得到了高強(qiáng)度及高模量纖維。
除上述辦法以外，超高分子量聚乙烯特別加工辦法還包含光滑擠出、先進(jìn)行熱處理再進(jìn)行限制、射頻加工以及凝膠擠出法等。
三、加工功能的完善
高分子量聚乙烯具有較長(zhǎng)的分子鏈，在遭到剪切力影響時(shí)很容易呈現(xiàn)開裂景象，此外在溫度較高的環(huán)境中還存在降解疑問。所以，保證加工環(huán)境的低溫度、盡可能的縮短加工時(shí)刻以及對(duì)剪切力進(jìn)行有用操控非常必要。為處理實(shí)際疑問，一方面需求對(duì)成型機(jī)械進(jìn)行特別規(guī)劃，另一方面，還要改善樹脂配方，也即是將其和別的樹脂相混合或者是增加活動(dòng)改性劑。
