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超高分子量聚乙烯管介紹

時間:2015年01月05日 信息來源:本站原創 點擊:

一、概念 
  超高分子量聚乙烯(UHMW-PE英文全稱是ultra-high molecular weight polyethylene pipe)是由乙烯、丁二烯單體在催化劑的作用下,聚合而成的平均分子量大于200萬的熱塑性工程塑料。該材料綜合性能可長期在-269至+80℃條件下工作,被稱為"令人驚異"的工程塑料,超高分子量聚乙烯工程塑料(UHMW---PE)管道技術在我國日漸成熟,越來越多的工程采用了這種管道,成為一種價格適中性能優良的新型熱塑性工程塑料。 
   
二、發展歷史 
  ? 超高分子量聚乙烯管材在2001年被科學技術部國科計字(2000)056號文件列為國家科技成果重點推廣計劃,屬化工類新材料、新產品。國家計委科技部將超高分子量聚乙烯管材列為當前優先發展的高科技產業重點領域項目。 
  ? 世界上最早由美國Allied Chemical公司于1957年實現工業化,此后德國Hoechst公司、美國Hercules公司、日本三井石油化學公司等也投入工業化生產。我國于1964年最早研制成功并投入工業生產。 
  ? 超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)的發展十分迅速,80年代以前,世界平均年增長率為8.5%,進入80年代以后,增長率高達15%~20%。而我國的平均年增長率在30%以上。1978年世界消耗量為12,000~12,500噸,而到1990年世界需求量約5萬噸,其中美國占70%。2007-2009年中國逐步成為世界工程塑料工廠,超分子量聚乙烯產業發展更是十分迅速。 
三、應用領域 
  固體顆粒、粉體的輸送--耐磨、耐沖擊、自潤滑、抗粘附、衛生無毒、吸收沖擊、消聲效果佳、耐環境應力開裂性好、輕便等優點,可應用于各行業,如食品加工油脂原料加工、釀酒原料、醫藥、建材化工、石礦粉、原鹽等行業的固體顆粒、粉末的耐磨輸送等。 
  漿體輸送--耐磨、耐沖擊、自潤滑、不結垢、耐環境應力開裂性好、抗內壓強度高、輕便等優點,取代鋼管和昂貴的合金鋼管、不銹鋼管,用于各行業的漿體狀固液混合物輸送,解決輸送過程中的管道磨損、腐損和結垢等問題,如煤炭、礦業礦漿輸送、水煤漿輸送、熱電廠粉煤灰輸送,江河湖泊疏浚、市政排污疏泥、制鹽化工漿體輸送等。 
  液體輸送--利用耐腐蝕、耐沖擊、耐低溫、自潤滑、耐環境應力開裂性好、抗壓強度高、輕便等優點,可用于各行業的流體輸送,如:化工行業中各種腐蝕性介質輸送、石油行業原油、成品油輸送、沿海地區(含有大量含鹵空氣及海水對鋼管腐蝕嚴重)船舶、港口管道、海水利用、市政供排水等。 
  氣體輸送--具有優良的耐沖擊性、耐腐蝕性、耐環境應力開裂性、抵抗快速開裂能力、柔性好、耐低溫性極優、可抵抗冷凍破壞,對于機械振動,地基沉降或發生地震,也能承受一定程度的沖擊各變形而不斷裂,因此管道具有較高的長期運行安全性,可在燃氣、天燃氣、液化氣或其它氣體的輸送中發揮重要作用。 
四、特性及優勢 
  1、極高的耐磨特性: 
   UHMW-PE管的獨特分子結構,使它具有極高的抗滑動摩擦能力。耐磨性高于一般的鋼管4-7倍,不銹鋼的27.3倍。是酚醛樹脂的17.9倍,尼龍六的6倍,聚乙烯的4倍,年磨損率平均值 0.58㎜ ,大幅度提高了管道的使用壽命。 
  2、極高的耐沖擊性: 
  在現有的工程塑料中本產品的沖擊韌性值最高,許多材料在嚴重或反復爆炸的沖擊中會裂紋、破損、破碎或表面應力疲勞。超高分子量聚乙烯管按GB1843標準,進行懸臂梁沖擊實驗達到無破損。 
  3、優良的化學穩定性: 
  超高分子量聚乙烯管可以耐烈性化學物質的侵蝕,除對某些強酸在高溫下有輕微腐蝕外,在其它的堿液、酸液中不受腐蝕。可以在濃度小于80%的濃鹽酸中應用,在濃度小于75%的硫酸、濃度小于20%的硝酸中性能相當穩定。 
  4、良好的自潤滑性: 
  超高分子量聚乙烯gauntlet內含蠟狀物質,且自身潤滑很好。摩擦系數(196N,2小時)僅為0.219MN/m(GB3960)。自身滑動性能優于用油潤滑的鋼或黃銅。特別是在環境惡劣、粉塵、泥沙多的地方,本品的自身干潤滑性能更充分的顯示出來。不但能運動自如,且保護相關工件不磨損或拉傷。 
  5、對生物無毒性: 
  UHMW-PE無味、無毒、無臭,本身無腐蝕性,具有生理惰性和生理適應性。美國食品與藥品管理局(FDA)和美國農業部(USDA)允許它用于與食品和藥品接觸的場合。 
  6、獨特的耐低溫性: 
  超高分子量聚乙烯管耐低溫性能優異,其耐沖擊性、耐磨性在零下269攝氏度時基本不變。是目前唯一可在接近絕對零度的溫度下工作的一種工程塑料。同時,本品的適溫性寬,可長期在-269℃到80℃的溫度下工作。 
  7、表面非附著性: 
  超高分子量聚乙烯管由于摩擦系數小和無極性,因此具有很好的表面非附著性。現 有的材料一般在PH值為9以上的介質中均結垢,本品則不結垢,這一特性對火電站用于排粉煤灰系統有重大意義。在原油、泥漿等輸送管道方面也非常適用。 
  8、耐環境應力開裂性最優: 
  超高分子量聚乙烯管抗環境應力開裂>4000h ;彈性模量是PE100的1.5倍以上; 抗疲勞強度>50萬次。 
  9、其他特性: 
  超高分子量聚乙烯管還有吸能、吸噪音、抗靜電、對中子具有屏蔽能力、不吸水、比重輕。容易機械加工、可著色等突出特性。 
五、檢測方法 
  A:比重法:純超高分子量聚乙烯(UHMW PE)產品的比重在0.93-0.95之間,比水輕,能浮于水面。填加其它材料的超高分子量聚乙烯(UHMW PE)產品,其比重將改變。 
  B:溫度法:真正的純超高分子量聚乙烯產品,在攝氏200度時是不會熔化的,不會變形,但會變軟, 填加其它材料的超高分子量聚乙烯產品,在攝氏200度時是會有變形的。 
六、原料生產工藝 
  采用淤漿法工藝, 可用Mg-Ti高效催化劑, 可進行間歇聚合, 長期運轉不需清釜, 聚合產物可達較高分子量, (4.8~5百萬)。規模在年產1000噸的裝置, 投資約700萬元。界區內約450萬, 投資回收期在二年內。產品規格及指標:500萬及350萬分子量。特性粘度>2200ml/g,密度0.935-0.945g/ml,堆密度0.35-0.4g/ml。沖擊強度≥150KJ/平方米, 抗拉強度30~40MPa。斷裂伸長率300--400%含水量小于0.2%。本產品為性能優異的熱塑性工程塑料, 有特出的抗沖, 耐磨,自潤滑等機械性能, 可用于造紙機械, 紡織器材, 化工機械, 物料輸送部門以及食品機械, 文體器械, 高強度模量纖維。 

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