超高分子量聚乙烯板材是一種性能優(yōu)制的工程塑料，如板高的耐磨、抗沖擊性能、很低的磨擦系數(shù)、良好的自潤(rùn)滑性能，優(yōu)良的耐低溫、耐化學(xué)腐蝕等。
1、提高耐磨性。提高分子量聚乙烯***引人注目的一個(gè)性能是它具有極高耐磨性，這一性能有許多工程應(yīng)用中都是十分寶貴的。在目前所有塑料中，其耐磨性是***的，就連許多金屬材料(如碳鋼、不銹鋼、青銅等)的有規(guī)則磨性也不如它。隨著聚乙烯分子量的升高，這種材料就越耐磨。
2、極高的抗沖擊性能。超高分子量聚乙烯的抗沖強(qiáng)度和它的分子量有關(guān)，分子量低于200萬(wàn)時(shí)，隨分子量增長(zhǎng)，沖擊強(qiáng)度增高，在200萬(wàn)左右達(dá)到一峰值，這時(shí)峰后，分子量再升高沖擊強(qiáng)度反而會(huì)下降。這是由于分子鏈非常時(shí)妨礙了它的光晶作用，使在大分子中存在大的無(wú)定形區(qū)因而可以吸收較大的沖擊能量。
根據(jù)文獻(xiàn)資料，超高分子量聚乙烯和其它塑料按ASTM-D256方法測(cè)定的沖擊強(qiáng)度值，從比較中得出：超高分子量聚乙烯的常溫抗沖擊性可分為以耐沖擊著稱的聚碳酯媲美，應(yīng)用于常用的工程塑料。超高分子量聚乙烯即使有-40oC低溫下，仍有很譏的抗沖擊性能，甚至在液氣-269oC溫度下，仍然能保持較好的耐沖擊性能，這種優(yōu)異的低溫特性，使超高分子量聚乙烯的應(yīng)用擴(kuò)展到低溫工程領(lǐng)域。
3、很低的磨擦系數(shù)。超高分子量聚乙烯非常耐磨，而且磨擦系數(shù)低、自潤(rùn)滑性良好，是一種理想的軸承軸套、滑塊、襯里材料。
使用超高分子量聚乙烯作為設(shè)備的磨擦部件，除可提高耐磨壽命外，還可收到節(jié)能效果。
4、良好的耐化學(xué)腐蝕性。超高分子量聚乙具有良的耐化學(xué)腐蝕特性，除濃硝酸、濃硫酸外，它在所有的堿液、酸液中都不會(huì)受腐蝕，并且可在溫度(80oC的濃鹽酸中應(yīng)用，在<20%的硝酸、<75%的硫酸中也是穩(wěn)定的，它對(duì)水、液體洗滌也很穩(wěn)定。)
但是，超高分子量聚乙烯在芳香料或鹵代料化合物中(特別是在溫度較高的狀況下)極易溶脹，因此，應(yīng)用時(shí)要特別注意。
5、很低吸水性。超高分子量聚乙烯吸水率很低，它幾乎是不吸水，在水中不膨脹，比尼龍的吸水性小得多。
6、熱學(xué)性能。按ASTM(負(fù)荷4.6kg/cm2)方法的測(cè)定，熱變形溫度為85℃,在較小的負(fù)荷下，使用溫度可達(dá)90℃，在特殊情況下，允許在更高的溫 度下使用，由于超高分子量聚乙烯是一種韌性極好的材料，因而它的耐低性能也非常優(yōu)異，在-269℃低溫下，仍具有一定的延展性，而沒(méi)有脆裂跡象。
7、電性能。超高分子量聚乙烯在很寬的溫度范圍內(nèi)，都具有很優(yōu)良的電性能，它的體積電阻達(dá)10-18CM，擊穿電壓達(dá)50KV/mm,介電常數(shù)2.3。在較寬的溫度及頻率范圍內(nèi)，它的電性能變化極小。在耐熱溫度范圍內(nèi)，很適宜用作電氣工程的結(jié)構(gòu)材料和紙廠的材料。
8、***性超高分子量聚乙烯無(wú)味、***、無(wú)臭，本身無(wú)腐蝕性，具有生理循性和生理適應(yīng)性，美國(guó)食品與藥品管理局(FDA)和美國(guó)農(nóng)業(yè)部(USDA)允許它用于與食品和藥品接觸的場(chǎng)合。
它的這些特性，特別是耐磨、抗沖擊性、自潤(rùn)滑性能，在工程塑料中都是***的。超高分子量聚乙烯（UHMWPE）綜合了所有塑料的優(yōu)越性能，其耐沖擊、耐磨損、耐化學(xué)腐蝕、自身潤(rùn)滑、吸收沖擊能這五個(gè)特性是目前即存塑料中所具有的***數(shù)值，這種新型塑料制品的杰出性能在歐美各國(guó)受到普遍重視。超高分子量聚乙烯樹脂是由乙烯、丁二烯單體在催化劑的作用下聚合而成的粘均分子量大于150萬(wàn)～700萬(wàn)的熱塑性工程塑料，被稱為"神奇的塑料" 。
產(chǎn)品性能
1、機(jī)械性能
指標(biāo)名稱 單位 測(cè)試方法 指標(biāo)
密度 g/cm3 ASTM1505 0.94
斷裂強(qiáng)度 MPa D638 42
斷裂伸長(zhǎng)率 % D638 350
簡(jiǎn)支梁缺口沖擊強(qiáng)度 Kj/m2 D256 ≥100
2．熱性能：
指標(biāo)名稱 單位 測(cè)度方法 指標(biāo)
融點(diǎn) ℃ ASTMD2117 136
維卡軟化點(diǎn) ℃ ASTMD1512 134
熱膨帳系數(shù) 10-4/℃ ASTMD648 1.5
熱變形溫度(4.6kg/cm2) ℃ ASTMD648 90
電性能：
指標(biāo)名稱 單位 測(cè)試方法 指 標(biāo)
體積電阻系數(shù) 歐姆.厘米 ASTMD257 1017
表面電阻系數(shù) 歐姆 ASTMD257 1013
電介質(zhì)強(qiáng)度 千伏/毫米 ASTMD149 900
介電系數(shù) 106赫芝 ASTMD150 2.3
耐寒性
高密度聚乙烯分子量超過(guò)50萬(wàn)時(shí)，脆化溫度降至-140℃。超高分子量聚乙烯甚至可以在液氮或液氦下作用，其使用溫度可達(dá)-269以下℃，仍有一定機(jī)械強(qiáng)度。
耐磨性
超高分子量聚乙烯具有***的耐磨性，分子量越高，材料的耐磨性越好。
超高與其他材料磨耗對(duì)比參數(shù)
材料 UHME-PE PTFE PA66 聚甲醛 45#碳鋼 不銹鋼 黃鋼
磨損率平均值 0.74 2.31 1.51 3.1 4.02 4.05 16.74
注：耐磨耗性能試驗(yàn)條件：
沙/水=3/2(重要比) 選用16目~24目/時(shí)之間建筑用沙，試片轉(zhuǎn)速800轉(zhuǎn)/分，試片盡寸60mm×40mm×3mm，每個(gè)試片均磨7小時(shí)。
超高分子量聚乙稀磨損率比較
產(chǎn)品名稱 分子量 磨損率平均值%
超高分子量聚乙稀 570萬(wàn) 0.30
400萬(wàn) 0.41
380萬(wàn) 0.45
280萬(wàn) 0.50
160萬(wàn) 0.74
6．沖擊強(qiáng)度
材料 UHMWPE HDPE ABS PA66 PC POM PTEE
沖擊強(qiáng)度
Kj/m2 ≥100 27 16~44 6~11 71~95 8~13 16
注:測(cè)試按ASTMD256方法進(jìn)行。
7．磨擦系數(shù)
磨擦系數(shù)是UHMW-PE具有自潤(rùn)滑性的原因.它可以在沒(méi)有潤(rùn)滑油的條件下,以滑動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)形式工作，比鋼和銅在加潤(rùn)滑油的場(chǎng)合下的潤(rùn)滑性能還好。
樹脂 無(wú)潤(rùn)滑 水潤(rùn)滑 油潤(rùn)滑
超高分子量聚乙烯 0.0.7-0.11 0.005-0.10 0.05-0.08
聚四氟乙烯 0.04-0.1 0.04-0.08 0.04-0.05
尼龍66 0.15-0.40 0.14-0.19 0.06-0.11
聚甲醛 0.15-0.35 0.10-0.20 0.05-0.10
注:測(cè)試方式按ASTMD1894進(jìn)行
8..吸水率
超高分子量聚乙烯的吸水率極低，因此，其物理機(jī)械性能與使用的工況條件中的溫度因素?zé)o關(guān)。
材料 UHME-PE ABS PA66 PC POM PTEE
吸水率% ＜0.01 0.20~0.45 1.5 0.15 0.25 ＜0.01
注:試驗(yàn)方式按ASTM570
9.優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕性
超高分子量聚乙烯化學(xué)穩(wěn)定性很高，在一定的溫度，濃度范圍內(nèi)能耐酸、堿、鹽等各種腐蝕性介質(zhì)(酸、堿、鹽)及有機(jī)溶劑的作用。
10.***性
超高分子量聚乙烯無(wú)味、***、無(wú)嗅，本身無(wú)腐蝕性，具有生理循環(huán)性和生理適應(yīng)性，美國(guó)食品與藥品管理局(FDA)和美國(guó)農(nóng)業(yè)部(USDA)允許它用于與食品和藥品接觸的場(chǎng)合,因此適用于食品、醫(yī)藥等對(duì)衛(wèi)生條件要求較高的行業(yè)。
二、行業(yè)運(yùn)用
因超高分子量聚乙烯這種性能優(yōu)良的熱塑性工程塑料，其制成品板材在不同領(lǐng)域得到廣泛的運(yùn)用
料倉(cāng)、溜槽襯里
在貯倉(cāng)、料箱、料斗或其它容器的散裝物料以及這些物料在溜槽、漏斗、輸送溜槽和相類似設(shè)備的貯存和運(yùn)輸過(guò)程中，通常由于物料結(jié)塊、架橋或凍結(jié)而受阻，解決這些問(wèn)題耗資費(fèi)時(shí)。采用超高分子量聚乙烯材料襯里是解決這些問(wèn)題的***形式。因?yàn)橛贸叻肿恿烤巯┎牧弦r里具有如下優(yōu)點(diǎn)：
高耐磨和極低磨擦系數(shù)，防止物料架橋時(shí)流動(dòng)受阻；
極低吸水性。它不被水所潤(rùn)濕，不受物料濕度的影響。因此，物料不會(huì)在襯里壁上，或特別是露天作業(yè)，也不會(huì)因溫度太低造成濕的物料和容器凍在一起；
符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。超高分子量聚乙烯為無(wú)味、無(wú)嗅、***的材料。因此，允許用于與食品和藥品接觸的場(chǎng)合。
襯里的應(yīng)用事例
應(yīng)用場(chǎng)合 襯里材料 介質(zhì) 應(yīng)用結(jié)果
氧化鐵礦貯斗 超高分子量
聚乙烯板材 氧化鐵
顆粒度：80%<30目
20%細(xì)粉<100目
產(chǎn)量：13000噸/天 使用一年后，沒(méi)發(fā)現(xiàn)磨耗、粘結(jié)和“架橋”現(xiàn)象。
燒結(jié)廠的礦石貯倉(cāng) 超高分子量
聚乙烯板材 礦石
顆粒度0-1，水分4-7% 使用一年后，板材表面磨耗深度約0.5mm)，沒(méi)有發(fā)生粘結(jié)或滯留現(xiàn)象。
煤加工輸送溜槽 超高分子量
聚乙烯板材 原煙煤
顆粒度：
0-0.25-0-0.5
灰份：25%
硫：4%
產(chǎn)量：600噸/天 使用兩年后，沒(méi)發(fā)現(xiàn)磨耗、粘連、滯留或“架橋”現(xiàn)象。
煤碳輸送料倉(cāng) 超高分子量
聚乙烯板材 帶有煤灰和煤漿和煤炭
顆粒度：0-1/4
產(chǎn)量：3000噸/天 使用五年后，沒(méi)發(fā)現(xiàn)明顯磨耗
潮濕的硫酸鈣溜槽 超高分子量
聚乙烯板材 濕的硫酸鈣
顆粒度：泥漿狀 該溜槽位于運(yùn)輸帶下面，通過(guò)該溜槽喂料，把硫酸鈣進(jìn)一步加工。襯里使用一年后，沒(méi)有現(xiàn)明顯磨耗，也沒(méi)發(fā)生粘結(jié)、滯留現(xiàn)象。
船倉(cāng)車箱的襯里 超高分子量
聚乙烯板材 一般的散裝船倉(cāng)內(nèi)襯安裝上超高分子量聚乙烯板材后，平均卸貨時(shí)間由原來(lái)的16-20小時(shí)減少到13-17小時(shí)，節(jié)省卸貨時(shí)間和費(fèi)用。汽車貨斗的襯里也可以顯著提高卸貨的速度。
2．碼頭護(hù)弦板
本產(chǎn)品作為碼頭護(hù)弦板，可防止船舶與碼頭的撞擊而造成的損壞，具有良好的抗沖擊性能，替代傳統(tǒng)的鋼制護(hù)弦，有單獨(dú)作護(hù)弦板，有橡膠復(fù)合，廣泛運(yùn)用各大港口，國(guó)內(nèi)外港口均采用些方案，根我們了解，做橡膠護(hù)弦的單位，一年，每家單位PE/UHMPE 板一年的用量有兩三百萬(wàn)，市場(chǎng)較為樂(lè)觀。
3．一般機(jī)械用各類導(dǎo)槽、導(dǎo)軌、導(dǎo)流板等
4．農(nóng)業(yè)機(jī)械和建筑機(jī)械：
利用超高分子聚乙烯量的自潤(rùn)滑性、不粘性，在日本和歐州廣泛用于農(nóng)耕機(jī)械和推土機(jī)的推土板、汽車翻斗襯里。這樣可使其不與泥土、泥漿等粘連，以此節(jié)約能耗，提高作業(yè)效率。
5．運(yùn)動(dòng)及娛樂(lè)器材：滑雪具襯里。
6．砧板：食品加工廠用的切配臺(tái)板、工作臺(tái)面等
應(yīng)用領(lǐng)域： 可廣泛應(yīng)用于采礦業(yè)、選煤廠、冶金工業(yè)、熱電廠、造船業(yè)等部門的輸送液體、固體、固液混合體的漏斗、漏槽、翻板、刮板輸送機(jī)的滑道、跳汰機(jī)篩板、浮選機(jī)襯板、船舶貨艙內(nèi)襯板、大型滑塊、礦車、翻斗車車廂襯里等的耐磨耐腐應(yīng)用，具有物超所值的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。
使用范圍：
化學(xué)工程：耐腐耐磨機(jī)械部件
火力發(fā)電：輸煤、貯煤，倉(cāng)貯溜槽襯里
煤處理：篩板、濾板、井下U型采煤溜槽
混凝土：水泥生料倉(cāng)及成品料倉(cāng)襯里
谷物：食糧倉(cāng)貯溜槽襯里
采礦：篩板、溜槽襯里，耐磨抗粘結(jié)部分
食品工業(yè)：星形輪，輸送瓶子的計(jì)時(shí)螺桿、軸承、導(dǎo)向輥、導(dǎo)軌、滑塊座等
軍工：軍事防護(hù)的屏蔽，搞沖擊的設(shè)備部件
核電站：防輻射源屏蔽
