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超高分子量聚乙烯管介绍

时间:2015年01月05日 信息来源:本站原创 点击:

一、概念 
  超高分子量聚乙烯(uhmw-pe英文全称是ultra-high molecular weight polyethylene pipe)是由乙烯、丁二烯单体在催化剂的作用下,聚合而成的平均分子量大于200万的热塑性工程塑料。该材料综合性能可长期在-269至+80℃条件下工作,被称为"令人惊异"的工程塑料,超高分子量聚乙烯工程塑料(uhmw---pe)管道技术在我国日渐成熟,越来越多的工程采用了这种管道,成为一种价格适中性能优良的新型热塑性工程塑料。 
   
二、发展历史 
  • 超高分子量聚乙烯管材在2001年被科学技术部国科计字(2000)056号文件列为国家科技成果重点推广计划,属化工类新材料、新产品。国家计委科技部将超高分子量聚乙烯管材列为当前优先发展的高科技产业重点领域项目。 
  • 世界上最早由美国allied chemical公司于1957年实现工业化,此后德国hoechst公司、美国hercules公司、日本三井石油化学公司等也投入工业化生产。我国于1964年最早研制成功并投入工业生产。 
  • 超高分子量聚乙烯(uhmw-pe)的发展十分迅速,80年代以前,世界平均年增长率为8.5%,进入80年代以后,增长率高达15%~20%。而我国的平均年增长率在30%以上。1978年世界消耗量为12,000~12,500吨,而到1990年世界需求量约5万吨,其中美国占70%。2007-2009年中国逐步成为世界工程塑料工厂,超分子量聚乙烯产业发展更是十分迅速。 
三、应用领域 
  固体颗粒、粉体的输送--耐磨、耐冲击、自润滑、抗粘附、卫生无毒、吸收冲击、消声效果佳、耐环境应力开裂性好、轻便等优点,可应用于各行业,如食品加工油脂原料加工、酿酒原料、医药、建材化工、石矿粉、原盐等行业的固体颗粒、粉末的耐磨输送等。 
  浆体输送--耐磨、耐冲击、自润滑、不结垢、耐环境应力开裂性好、抗内压强度高、轻便等优点,取代钢管和昂贵的合金钢管、不锈钢管,用于各行业的浆体状固液混合物输送,解决输送过程中的管道磨损、腐损和结垢等问题,如煤炭、矿业矿浆输送、水煤浆输送、热电厂粉煤灰输送,江河湖泊疏浚、市政排污疏泥、制盐化工浆体输送等。 
  液体输送--利用耐腐蚀、耐冲击、耐低温、自润滑、耐环境应力开裂性好、抗压强度高、轻便等优点,可用于各行业的流体输送,如:化工行业中各种腐蚀性介质输送、石油行业原油、成品油输送、沿海地区(含有大量含卤空气及海水对钢管腐蚀严重)船舶、港口管道、海水利用、市政供排水等。 
  气体输送--具有优良的耐冲击性、耐腐蚀性、耐环境应力开裂性、抵抗快速开裂能力、柔性好、耐低温性极优、可抵抗冷冻破坏,对于机械振动,地基沉降或发生地震,也能承受一定程度的冲击各变形而不断裂,因此管道具有较高的长期运行安全性,可在燃气、天燃气、液化气或其它气体的输送中发挥重要作用。 
四、特性及优势 
  1、极高的耐磨特性: 
   uhmw-pe管的独特分子结构,使它具有极高的抗滑动摩擦能力。耐磨性高于一般的钢管4-7倍,不锈钢的27.3倍。是酚醛树脂的17.9倍,尼龙六的6倍,聚乙烯的4倍,年磨损率平均值 0.58㎜ ,大幅度提高了管道的使用寿命。 
  2、极高的耐冲击性: 
  在现有的工程塑料中本产品的冲击韧性值最高,许多材料在严重或反复爆炸的冲击中会裂纹、破损、破碎或表面应力疲劳。超高分子量聚乙烯管按gb1843标准,进行悬臂梁冲击实验达到无破损。 
  3、优良的化学稳定性: 
  超高分子量聚乙烯管可以耐烈性化学物质的侵蚀,除对某些强酸在高温下有轻微腐蚀外,在其它的碱液、酸液中不受腐蚀。可以在浓度小于80%的浓盐酸中应用,在浓度小于75%的硫酸、浓度小于20%的硝酸中性能相当稳定。 
  4、良好的自润滑性: 
  超高分子量聚乙烯gauntlet内含蜡状物质,且自身润滑很好。摩擦系数(196n,2小时)仅为0.219mn/m(gb3960)。自身滑动性能优于用油润滑的钢或黄铜。特别是在环境恶劣、粉尘、泥沙多的地方,本品的自身干润滑性能更充分的显示出来。不但能运动自如,且保护相关工件不磨损或拉伤。 
  5、对生物无毒性: 
  uhmw-pe无味、无毒、无臭,本身无腐蚀性,具有生理惰性和生理适应性。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。 
  6、独特的耐低温性: 
  超高分子量聚乙烯管耐低温性能优异,其耐冲击性、耐磨性在零下269摄氏度时基本不变。是目前唯一可在接近绝对零度的温度下工作的一种工程塑料。同时,本品的适温性宽,可长期在-269℃到80℃的温度下工作。 
  7、表面非附着性: 
  超高分子量聚乙烯管由于摩擦系数小和无极性,因此具有很好的表面非附着性。现 有的材料一般在ph值为9以上的介质中均结垢,本品则不结垢,这一特性对火电站用于排粉煤灰系统有重大意义。在原油、泥浆等输送管道方面也非常适用。 
  8、耐环境应力开裂性最优: 
  超高分子量聚乙烯管抗环境应力开裂>4000h ;弹性模量是pe100的1.5倍以上; 抗疲劳强度>50万次。 
  9、其他特性: 
  超高分子量聚乙烯管还有吸能、吸噪音、抗静电、对中子具有屏蔽能力、不吸水、比重轻。容易机械加工、可着色等突出特性。 
五、检测方法 
  a:比重法:纯超高分子量聚乙烯(uhmw pe)产品的比重在0.93-0.95之间,比水轻,能浮于水面。填加其它材料的超高分子量聚乙烯(uhmw pe)产品,其比重将改变。 
  b:温度法:真正的纯超高分子量聚乙烯产品,在摄氏200度时是不会熔化的,不会变形,但会变软, 填加其它材料的超高分子量聚乙烯产品,在摄氏200度时是会有变形的。 
六、原料生产工艺 
  采用淤浆法工艺, 可用mg-ti高效催化剂, 可进行间歇聚合, 长期运转不需清釜, 聚合产物可达较高分子量, (4.8~5百万)。规模在年产1000吨的装置, 投资约700万元。界区内约450万, 投资回收期在二年内。产品规格及指标:500万及350万分子量。特性粘度>2200ml/g,密度0.935-0.945g/ml,堆密度0.35-0.4g/ml。冲击强度≥150kj/平方米, 抗拉强度30~40mpa。断裂伸长率300--400%含水量小于0.2%。本产品为性能优异的热塑性工程塑料, 有特出的抗冲, 耐磨,自润滑等机械性能, 可用于造纸机械, 纺织器材, 化工机械, 物料输送部门以及食品机械, 文体器械, 高强度模量纤维。