現(xiàn)在的絕大多數(shù)塑料管材輸送介質(zhì)主要以水質(zhì)流體為主,而范圍更廣的各種固體顆粒、粉體、漿體的輸送,由于處理量大,對管材的磨損和腐蝕比較嚴(yán)重,傳統(tǒng)的金屬管道難以滿足使用要求,一般塑料管道更無法勝任。
超高分子量聚乙烯管作為一種高耐磨、耐沖擊、耐腐蝕、耐低溫、自潤滑的新型塑料管道,在固體顆粒、粉末的耐磨耗氣力輸送,漿體(固液混合物)的耐磨蝕水力輸送以及各種腐蝕性流體、氣體的輸送方面,具有的優(yōu)越性,是固體、液體、氣體三態(tài)物質(zhì)均可輸送的高性能工程塑料管材。
由于其優(yōu)異的綜合使用性能卻又成型困難的加工特性,成為近年來國內(nèi)外研究開發(fā)的熱點(diǎn)。
一、 超高分子量聚乙烯的特性
1. 良好的熱性能
超高分子量聚乙烯為密度 0.9---1.00 g/cm3 的熱塑性塑料。 高密度聚乙烯分子量超過50萬時(shí),脆化溫度降至---140℃。產(chǎn)品耐低溫性能優(yōu)異,其耐沖擊、耐磨性在零下269℃時(shí)基本不變,是目前可以在零度的溫度下工作的一種工程塑料。
2. 極強(qiáng)的耐磨性
UHMW-PE 制品的獨(dú)特分子結(jié)構(gòu),使它具有居高的抗滑動摩擦能力,耐磨性高于一般的金屬和塑料制品,約為碳鋼的6.6倍、不銹鋼的5.5被、黃銅的27.3倍、酚醛樹脂的17.9倍、尼龍六六的6被、聚四氟乙烯的5被。高耐磨性大幅度提高了材料的使用壽命。
3. 極高的耐沖擊性
UHMW-PE 的抗沖擊性和吸收沖擊能居塑料之首。無論外力強(qiáng)沖擊,還是內(nèi)壓力波動,都難以使其開裂。特別是在低溫環(huán)境下,其耐沖擊強(qiáng)度反而達(dá)到高值。在現(xiàn)有的工程塑料中該品的抗沖擊韌性值高。許多材料在嚴(yán)重或反復(fù)爆炸的沖級中會裂紋、破損、破碎或表面應(yīng)力疲勞,該品按照GB1843標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)行懸梁臂沖擊試驗(yàn)達(dá)到無破壞。
4. 優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性
UHMW-PE 制品耐烈性化學(xué)物質(zhì)的侵蝕,除對某些強(qiáng)酸在高溫下有輕微腐蝕外,在其他的堿液、酸液中不收腐蝕。在溫度小于80℃的濃、濃度小于75%的、濃度小于20%的硝酸中性能相當(dāng)穩(wěn)定,施工中不需要涂刷防腐涂料。
5. 優(yōu)異的自潤滑性
利用納米技術(shù)對其進(jìn)行改性,可以大幅度減少UHMW-PE 分子鏈的纏結(jié),起到了自潤滑作用。由于制品內(nèi)含蠟狀物質(zhì),摩擦系數(shù)(196N,2h)僅為0.219MN/m(GB3960),且自潤滑很好。自身滑動性能優(yōu)于用于潤滑的碳鋼或黃銅。特別是在環(huán)境惡劣、粉塵、泥沙多的地方,UHMW-PE 制品的自身潤滑性更充分的顯示出來。不但能運(yùn)動自如,且保護(hù)相關(guān)工作不磨損或拉傷。
6. 對生物無毒性
UHMW-PE 制品是少數(shù)幾種對生物完全無毒、無味、無嗅的塑料制品,符合國家安全衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。直接用于食品機(jī)械、醫(yī)藥行業(yè)可替代昂貴的不銹鋼管輸送物料,特別適用于制作人工關(guān)節(jié)、骨骼等。
7. 表面非附著性
表 1 |
不同材料的摩擦系數(shù)比較 |
材 料 |
摩擦系數(shù) |
UHMW-PE |
0.07-0.11 |
ABS |
0.38 |
PA66 |
0.37 |
PC |
0.36 |
PTEE |
0.04-0.1 |
UHMW-PE 制品由于小合無極性,因此具有很好摩擦系數(shù)的表面非附著性。現(xiàn)有的材料一般在pH值9以上的介質(zhì)中均會結(jié)垢,UHMW-PE 制品則不結(jié)垢,這一特性對火電站用于排粉煤灰系統(tǒng)有重大意義。在原油、泥漿等輸送管道方面也非常適用。
注:測試方法按 ASTMD1894 進(jìn)行
8.其他特性
UHMW-PE 制品具有吸能、吸噪音、抗靜電、對中子具有屏蔽能力,不吸水、比重輕、易機(jī)械加工、可著色等突出特點(diǎn)。還具有優(yōu)良的耐環(huán)境應(yīng)力開裂、抵抗快速開裂能力,電絕緣性、耐疲勞性、耐高溫蠕變性、耐γ射線等,使其在各行業(yè)有廣泛地位應(yīng)用需求。根據(jù)各種不同的需要,加入添加劑進(jìn)行改進(jìn),可增加強(qiáng)度,、阻燃性等。
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