超高分子量聚乙烯管材的应用与市场前景.docxVIP

超高分子量聚乙烯管材的应用与市场前景何继敏薛 平何亚东(北京休工大学塑料机械及塑料工程研究所 ,100029)摘 要 介绍了超高分子量聚乙烯管材单螺杆挤出加工技术的现状及应用领域 ,并对其市场前景进行了分析关键词 超高分子量聚乙烯 管材 单螺杆挤出机数仅为 0107～0111 ;(4) 冲击能吸收值在所有塑料中最高 , 消 音效果很好 ;(5) 化学稳定性很高 ,在一定温度和浓度 范围内能耐各种腐蚀性介质及有机溶剂介质的 作用 ;(6 ) 优 良 的 耐 低 温 性 , 在 液 氦 温 度 ( -269 ℃) 下仍具延展性 ;(7) 抗粘附能力极强 ,仅次于聚四氟乙烯 ; (8) 完全卫生无毒 ,可用于接触食品和药物方面产品 ;(9) 密度在所有工程塑料中最小 , 比聚四 氟乙烯轻 56 % ,比聚碳酸酯轻 22 % ;由于以上优异的综合性能 , U HM W2P E 被 称为“令人惊异的塑料 ,已逐步应用于纺织 、造 纸 、包装 、运输 、机械 、化工 、采矿 、石油 、农业 、建 筑 、电气 、食品 、医疗 、体育及制冷技术等众多领域1 ] 。然而由于 U HM W2P E 粘度极高 、摩擦系数 和临界剪切速率极低 ,其成型加工非常困难 。长 期以来只能采用类似加工聚四氟乙烯的压制烧 结和柱塞推压成型方法生产制品 ,即便在日本 、 美国 、德 国 等 发 达 国 家 , 这 两 种 方 法 至 今 仍 占80 %～95 %以上 ,我国 U HM W2P E 制品生产及 应用则以压制烧结板材为主 ,虽已出现柱塞推1前言聚乙烯 、聚氯乙烯 、聚丙烯和 AB S 等塑料管材由于重量轻 、耐腐蚀 、绝缘性好 、内壁不结垢 、流动阻力小 、施工方便等优点 ,已广泛应用 于住宅建设 、市政工程 、农业等国民经济各个领域 ,而超高分子量聚乙烯 ( U HM W2P E) 管材 ,则 以其耐磨 、耐冲击 、耐腐蚀 、自润滑 、吸收冲击能等优异的综合性能 ,在国民经济诸多领域展露新 姿 。本 文 将 对 U HM W2P E 的 性 能 、加 工 , U HM W2P E 管材 的 应 用 领 域 和 市 场 前 景 进 行 论述 。性能及加工普通聚乙烯的分子量通常在 2230 万之间 , 而 U HM W2P E 由于分子量高达 150 万以上 ,因 而具有普通聚乙烯和其它工程塑料所无可比拟 的优异性能1 ] :(1) 耐磨性居塑料之冠 ,比尼龙 66 和聚四 氟乙烯高 4 倍 ,比碳钢高 5 倍 ;( 2) 冲击强度列塑料之首 ,为聚碳酸酯的 2倍 ,AB S 的 5 倍 ,且能在液氮温度 ( - 196 ℃) 下 保持高韧性 ;(3) 自润滑性与聚四氟乙烯相当 , 摩擦系2收稿日期 199721121852何继敏等超高分子量聚乙烯管材的应用与市场前景压法生产的管材 ,但由于是间歇往复式 ,生产效率仍然有限 。 北京化工大学塑料机械及塑料工程研究所在国内外有关厂家成果和本所多年专门研究螺 杆挤出设备经验的基础上 ,于 1994 年底成功地研制出 U HM W2P E 专 用 单 螺 杆 挤 出 机 ( D =45 ,L / D = 25) ,进行了系统的实验及理论研究 ,挤出直径 25 mm 的圆棒 , 产量可达 11 ～ 18 kg/ Hr ,并尝试挤出了小管 、片材及丝条 。在此基础上 ,于 1995 年申请并承担了了中国石化总公司项目 :“超高分子量聚乙烯单螺杆挤出机及制品 开发研究 。与塑料机械制造厂相结合 ,1996 年 完成了工业化 U HM W2P E 管材生产线的制造 并初步试车 ,经反复完善 ,于 1997 年 5 月成功 地连续挤出管材制品 。该生产线由 U HM W2P E 专用单螺杆挤出机 (D = 65 ,L / D = 25 , P = 22 k W) 、成型管机头 、 冷却定型装置 、牵引机 、切割机装置及堆放装置 组成 。在合理的配方和工艺条件下成功地挤出 表面光滑 、性能优异的 U HM W2P E 管材 ( 外径110 mm ,壁厚 6 mm ; U HM W2P E 树脂 :北京助剂 二厂 M2 , 分 子 量 250 ～ 300 万) , 转 速 为 16 ～30rp m 时 ,产量达到 20～40 kg/ Hr 。整个生产过 程在长时间内一直保持稳定 ,可连续 24 小时正 常运转 。目前已开始进行软硬件全套技术的转 让 。211粮食加工行业U HM W2P E 管材由于极高的耐磨性 、自润滑性和优良的卫生性 ,在粮食加工行业 ,可广泛用于小麦 、而粉 、大米 、谷物等粉状或颗粒状固 体输送 。过去 ,粮食加工厂采用钢管风送粮食 ,带来 钢管磨损 ,每年要消耗大