三次元新材料黑色超高分子量聚乙烯耐磨衬板

超高分子量聚乙烯板材是一种性能优制的工程塑料，如板高的耐磨、抗冲击性能、很低的磨擦系数、良好的自润滑性能，优良的耐低温、耐化学腐蚀等。

1、提高耐磨性。提高分子量聚乙烯最引人注目的一个性能是它具有极高耐磨性，这一性能有许多工程应用中都是十分宝贵的。在目前所有塑料中，其耐磨性是最好的，就连许多金属材料(如碳钢、不锈钢、青铜等)的有规则磨性也不如它。随着聚乙烯分子量的升高，这种材料就越耐磨。

2、极高的抗冲击性能。超高分子量聚乙烯的抗冲强度和它的分子量有关，分子量低于200万时，随分子量增长，冲击强度增高，在200万左右达到一峰值，这时峰后，分子量再升高冲击强度反而会下降。这是由于分子链非常时妨碍了它的光晶作用，使在大分子中存在大的无定形区因而可以吸收较大的冲击能量。

根据文献资料，超高分子量聚乙烯和其它塑料按ASTM-D256方法测定的冲击强度值，从比较中得出：超高分子量聚乙烯的常温抗冲击性可分为以耐冲击著称的聚碳酯媲美，应用于常用的工程塑料。超高分子量聚乙烯即使有-40oC低温下，仍有很讥的抗冲击性能，甚至在液气-269oC温度下，仍然能保持较好的耐冲击性能，这种优异的低温特性，使超高分子量聚乙烯的应用扩展到低温工程领域。

3、很低的磨擦系数。超高分子量聚乙烯非常耐磨，而且磨擦系数低、自润滑性良好，是一种理想的轴承轴套、滑块、衬里材料。

使用超高分子量聚乙烯作为设备的磨擦部件，除可提高耐磨寿命外，还可收到节能效果。

4、良好的耐化学腐蚀性。超高分子量聚乙具有良的耐化学腐蚀特性，除浓硝酸、浓硫酸外，它在所有的碱液、酸液中都不会受腐蚀，并且可在温度(80oC的浓盐酸中应用，在20%的硝酸、75%的硫酸中也是稳定的，它对水、液体洗涤也很稳定。)

但是，超高分子量聚乙烯在芳香料或卤代料化合物中(特别是在温度较高的状况下)极易溶胀，因此，应用时要特别注意。

5、很低吸水性。超高分子量聚乙烯吸水率很低，它几乎是不吸水，在水中不膨胀，比尼龙的吸水性小得多。

6、热学性能。按ASTM(负荷4.6kg/cm2)方法的测定，热变形温度为85℃,在较小的负荷下，使用温度可达90℃，在特殊情况下，允许在更高的温 度下使用，由于超高分子量聚乙烯是一种韧性极好的材料，因而它的耐低性能也非常优异，在-269℃低温下，仍具有一定的延展性，而没有脆裂迹象。

7、电性能。超高分子量聚乙烯在很宽的温度范围内，都具有很优良的电性能，它的体积电阻达10-18CM，击穿电压达50KV/mm,介电常数2.3。在较宽的温度及频率范围内，它的电性能变化极小。在耐热温度范围内，很适宜用作电气工程的结构材料和纸厂的材料。

8、无毒性超高分子量聚乙烯无味、无毒、无臭，本身无腐蚀性，具有生理循性和生理适应性，美国食品与药品管理局(FDA)和美国农业部(USDA)允许它用于与食品和药品接触的场合。

它的这些特性，特别是耐磨、抗冲击性、自润滑性能，在工程塑料中都是最好的。超高分子量聚乙烯（UHMWPE）综合了所有塑料的优越性能，其耐冲击、耐磨损、耐化学腐蚀、自身润滑、吸收冲击能这五个特性是目前即存塑料中所具有的最高数值，这种新型塑料制品的杰出性能在欧美各国受到普遍重视。超高分子量聚乙烯树脂是由乙烯、丁二烯单体在催化剂的作用下聚合而成的粘均分子量大于150万～700万的热塑性工程塑料，被称为"神奇的塑料" 。

产品性能

1、机械性能

指标名称 单位 测试方法 指标

密度 g/cm3 ASTM1505 0.94

断裂强度 MPa D638 42

断裂伸长率 % D638 350

简支梁缺口冲击强度 Kj/m2 D256 ≥100

2．热性能：

指标名称 单位 测度方法 指标

融点 ℃ ASTMD2117 136

维卡软化点 ℃ ASTMD1512 134

热膨帐系数 10-4/℃ ASTMD648 1.5

热变形温度(4.6kg/cm2) ℃ ASTMD648 90

电性能：

指标名称 单位 测试方法 指 标

体积电阻系数 欧姆.厘米 ASTMD257 1017

表面电阻系数 欧姆 ASTMD257 1013

电介质强度 千伏/毫米 ASTMD149 900

介电系数 106赫芝 ASTMD150 2.3

耐寒性

高密度聚乙烯分子量超过50万时，脆化温度降至-140℃。超高分子量聚乙烯甚至可以在液氮或液氦下作用，其使用温度可达-269以下℃，仍有一定机械强度。

耐磨性

超高分子量聚乙烯具有极佳的耐磨性，分子量越高，材料的耐磨性越好。

超高与其他材料磨耗对比参数

材料 UHME-PE PTFE PA66 聚甲醛 45#碳钢 不锈钢 黄钢

磨损率平均值 0.74 2.31 1.51 3.1 4.02 4.05 16.74

注：耐磨耗性能试验条件：

沙/水=3/2(重要比) 选用16目~24目/时之间建筑用沙，试片转速800转/分，试片尽寸60mm×40mm×3mm，每个试片均磨7小时。

超高分子量聚乙稀磨损率比较

产品名称 分子量 磨损率平均值%

超高分子量聚乙稀 570万 0.30

400万 0.41

380万 0.45

280万 0.50

160万 0.74

6．冲击强度

材料 UHMWPE HDPE ABS PA66 PC POM PTEE

冲击强度

Kj/m2 ≥100 27 16~44 6~11 71~95 8~13 16

注:测试按ASTMD256方法进行。

7．磨擦系数

磨擦系数是UHMW-PE具有自润滑性的原因.它可以在没有润滑油的条件下,以滑动或转动形式工作，比钢和铜在加润滑油的场合下的润滑性能还好。

树脂 无润滑 水润滑 油润滑

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

尼龙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:测试方式按ASTMD1894进行

8..吸水率

超高分子量聚乙烯的吸水率极低，因此，其物理机械性能与使用的工况条件中的温度因素无关。

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:试验方式按ASTM570

9.优良的耐化学腐蚀性

超高分子量聚乙烯化学稳定性很高，在一定的温度，浓度范围内能耐酸、碱、盐等各种腐蚀性介质(酸、碱、盐)及有机溶剂的作用。

10.无毒性

超高分子量聚乙烯无味、无毒、无嗅，本身无腐蚀性，具有生理循环性和生理适应性，美国食品与药品管理局(FDA)和美国农业部(USDA)允许它用于与食品和药品接触的场合,因此适用于食品、医药等对卫生条件要求较高的行业。

二、行业运用

因超高分子量聚乙烯这种性能优良的热塑性工程塑料，其制成品板材在不同领域得到广泛的运用

料仓、溜槽衬里

在贮仓、料箱、料斗或其它容器的散装物料以及这些物料在溜槽、漏斗、输送溜槽和相类似设备的贮存和运输过程中，通常由于物料结块、架桥或冻结而受阻，解决这些问题耗资费时。采用超高分子量聚乙烯材料衬里是解决这些问题的最佳形式。因为用超高分子量聚烯材料衬里具有如下优点：

高耐磨和极低磨擦系数，防止物料架桥时流动受阻；

极低吸水性。它不被水所润湿，不受物料湿度的影响。因此，物料不会在衬里壁上，或特别是露天作业，也不会因温度太低造成湿的物料和容器冻在一起；

符合卫生标准。超高分子量聚乙烯为无味、无嗅、无毒的材料。因此，允许用于与食品和药品接触的场合。

衬里的应用事例

应用场合 衬里材料 介质 应用结果

氧化铁矿贮斗 超高分子量

聚乙烯板材 氧化铁

颗粒度：80%30目

20%细粉100目

产量：13000吨/天 使用一年后，没发现磨耗、粘结和“架桥”现象。

烧结厂的矿石贮仓 超高分子量

聚乙烯板材 矿石

颗粒度0-1，水分4-7% 使用一年后，板材表面磨耗深度约0.5mm)，没有发生粘结或滞留现象。

煤加工输送溜槽 超高分子量

聚乙烯板材 原烟煤

颗粒度：

0-0.25-0-0.5

灰份：25%

硫：4%

产量：600吨/天 使用两年后，没发现磨耗、粘连、滞留或“架桥”现象。

煤碳输送料仓 超高分子量

聚乙烯板材 带有煤灰和煤浆和煤炭

颗粒度：0-1/4

产量：3000吨/天 使用五年后，没发现明显磨耗

潮湿的硫酸钙溜槽 超高分子量

聚乙烯板材 湿的硫酸钙

颗粒度：泥浆状 该溜槽位于运输带下面，通过该溜槽喂料，把硫酸钙进一步加工。衬里使用一年后，没有现明显磨耗，也没发生粘结、滞留现象。

船仓车箱的衬里 超高分子量

聚乙烯板材 一般的散装船仓内衬安装上超高分子量聚乙烯板材后，平均卸货时间由原来的16-20小时减少到13-17小时，节省卸货时间和费用。汽车货斗的衬里也可以显著提高卸货的速度。

2．码头护弦板

本产品作为码头护弦板，可防止船舶与码头的撞击而造成的损坏，具有良好的抗冲击性能，替代传统的钢制护弦，有单独作护弦板，有橡胶复合，广泛运用各大港口，国内外港口均采用些方案，根我们了解，做橡胶护弦的单位，一年，每家单位PE/UHMPE 板一年的用量有两三百万，市场较为乐观。

3．一般机械用各类导槽、导轨、导流板等

4．农业机械和建筑机械：

利用超高分子聚乙烯量的自润滑性、不粘性，在日本和欧州广泛用于农耕机械和推土机的推土板、汽车翻斗衬里。这样可使其不与泥土、泥浆等粘连，以此节约能耗，提高作业效率。

5．运动及娱乐器材：滑雪具衬里。

6．砧板：食品加工厂用的切配台板、工作台面等

应用领域： 可广泛应用于采矿业、选煤厂、冶金工业、热电厂、造船业等部门的输送液体、固体、固液混合体的漏斗、漏槽、翻板、刮板输送机的滑道、跳汰机筛板、浮选机衬板、船舶货舱内衬板、大型滑块、矿车、翻斗车车厢衬里等的耐磨耐腐应用，具有物超所值的独特优势。

使用范围：

化学工程：耐腐耐磨机械部件

火力发电：输煤、贮煤，仓贮溜槽衬里

煤处理：筛板、滤板、井下U型采煤溜槽

混凝土：水泥生料仓及成品料仓衬里

谷物：食粮仓贮溜槽衬里

采矿：筛板、溜槽衬里，耐磨抗粘结部分

食品工业：星形轮，输送瓶子的计时螺杆、轴承、导向辊、导轨、滑块座等

军工：军事防护的屏蔽，搞冲击的设备部件

核电站：防辐射源屏蔽