超高分子量聚乙烯uhmwpe制品行业的应用

1.超高分子量聚乙烯管道、板材的加工应用 早期的超高分子量聚乙烯管加工主要采用模压烧结法，将模具装料加压后，加热塑化，冷却后取出制品。此工艺中关键是控制好压力、温度和时间。压力小，制品质地不密实，物理力学性能差;烧结温度和时间以制品变为透明状为宜。由于超高分子量聚乙烯熔体黏度大，没有流动性，故不能用普通注塑机或挤出机进行成型加工，因此主要从加工设备和原辅助料配方两方面进行研究改进。北京研究所采用专用单螺杆挤出机，机筒为组合式机筒和大推力螺杆，该装置可克服高黏度所引起的熔体阻力，并能有效减少物料打滑，从而保障了加工过程的稳定性，还能避免物料发热降解。还有，现在的有些成型包括将液晶高分子与超高分子量聚乙烯混合后采用螺杆挤出机进行挤出，不仅简化了工艺流程，生产的管材力学性能也有了显著提高。超高分子量聚乙烯管广泛用于交通运输、农业采矿、化工机械、体育等领域。 2.超高分子量聚乙烯医用制品的加工及应用 超高分子量聚乙烯具有优异的生化性能，使用超高分子量聚乙烯制备的医用材料除了满足良好的生物相容性外，还具有优异的力学性能，其主要应用于人体骨骼代用品、输血泵、组织架等，其中以人体骨骼代用品为广泛，加工技术以压制—烧结为主，即将平均分子量大于100万的超高分子量聚乙烯粉末经压制成型后在压力1—2MPa下进行烧结，该产品可直接用于人体骨骼代用品。在膝关节中，超高分子量聚乙烯主要作为衬垫材料，承载上下骨直接的摩擦与运动。在骨关节中，超高分子量聚乙烯主要作为髋臼部件，在髋臼的凹处作为金属、陶瓷等材料制作的股骨头旋转、往复运动的活动空间。目前的研究重点以提高其耐磨特性、减少磨损带来的溶骨作用和关节松脱为主。影响超高分子量聚乙烯医用材料磨损的因素主要有年龄、性别、所代替关节、灭菌方法、运动情况等。 3.超高分子量聚乙烯机械部件的加工及应用 由于超高分子量聚乙烯具有优异的耐冲击性，耐磨损性和卫生无毒性，常广泛用于各种机械的工程部件。在粉体食品等糖果品的包装管路上采用超高分子量聚乙烯，使管路具有了优异的滑动特性和耐久性能，超高分子量聚乙烯机械部件的加工技术主要有基础加工和注塑加工两种。挤出加工生产的制品应用广泛，但不足之处是产量较低。以前，由于超高分子量聚乙烯的熔融性较差，注射成型加工技术被认为是非理想加工技术，近几年随着加工技术的进展，该技术已有飞跃发展，北京塑料研究所将现有的注塑设备改造，在注塑压力8.5MPa、冷却时间10s的条件下成功将超高分子量聚乙烯注射成型了托辊、轴套等机械制品。

超高分子量聚乙烯管安装使用

超高分子量聚乙烯管材在实际使用中的连接问题可采用以下几种方法。 （一）嵌入压装 对于小口径超高分子量聚乙烯管，完全可以采用与交联聚乙烯管、铝塑复合管相同的方法，即采用配套齐全的铜质管接头进行嵌入压装式连接。 （二）焊接 对于中、大口径管材，普通HDPE管材通常采用焊接方式进行连接。经过研究，超高分子量聚乙烯管的焊接技术也已取得成功，其原理是在熔融状态下进行加压，使结合处融合为一体，从来实现了高强度的本体焊接，同样，管件也可通过将管子按要求焊接而成。因此超高分子量聚乙烯管的连接可以通过直管之间、直管与管件的焊接直接实现，也可在管子上焊接金属法兰实现法兰式焊接（国外目前也主要采用这类方法连接超高分子量聚乙烯管）。此外，可通过压制烧结方法生产UHMW-PE管件，UZ型UHMW-PE专用注射机的开发成功也为UHMW-PE管件的注射生产奠定了基础。在某些场合，也可采用埋地燃气管安装的电阻丝热熔焊方法进行密封连接。 （三）快速管接头 在国外快速管接头已广泛使用在各行业管道系统中，我国于70年代开始研究和试制，在煤炭、电力系统已大力采用。 快速管接头具有拆装迅速、密封可靠、质量轻、可使超高分子量聚乙烯管伸缩和弯曲以及具有自补偿作用等特点，广泛适用于油、水、气及固液混合物等流体介质管道中。国内现有卡箍式、插入式、螺旋式及焊卡楔封式四种类型的快速管接头。其中插入式和螺旋式管接头的工作管道不需要焊接，施工与维修极为简单、方便。插入式快速接头主要有压盘、中间套、胶圈、特形螺栓组成。将工作管道（超高分子量聚乙烯管材）直接插入胶圈内并适当留有端面间隙，紧固螺栓后，胶圈封住了中间套与管道间的间隙，实现了密封。 螺旋式快速管接头由压母、中间套、压环及密封圈组成。将工作管道（超高分子量聚乙烯管）直接套入胶圈内，旋紧两端压母，压环轴向移动并压紧胶圈，同时实现了管道的密封与连接。 采用上述国内配套齐全的快速管接头，可方便地实现中、大口径超高分子量聚乙烯管的密封连接。 （四）翻边对接 翻边对接的方法是先将超高分子量聚乙烯管端部加热，再用胎具在加压情况下将管壁翻到垂直于管中心线方向，翻边宽度10-15mm，而且可以压制上有利于密封的水线。两根管的端面对接后，用V型环状铁夹圈将其锁紧即可实现管材对接。当需要管路拐弯时，可将管截成直角梯形状，再将两端分别翻边，相互之间对接可实现管路各种角度的拐弯。 此种连接方法完全可以适合输送粮食的需要，也无粉尘外泄。对于输送含液体的流体物质，可在端面之间加入密封胶垫，管路压力不太高时也可保证不会泄露。对于输送高压流体，可将管材衬在钢管中连同钢管一起翻边，使管端翻边面直接靠在钢管端部法兰上，然后通过钢法兰和密封垫片进行连接。 （五）内衬钢管 对于某些输送压力要求较高的场合，可采用和其他衬塑钢管相同的方法将超高分子量聚乙烯管衬入钢管，从而提高抗内压强度，并且可以实现钢管之间的法兰连接。