超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯管材配方設(shè)計(jì)與應(yīng)用.pdf

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1、PRoCESsINGANDAPPLIcATl()Ns≯地_弋I刀口工在jtI超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯管材配方設(shè)計(jì)與應(yīng)用毛澤鵬張軍(南京工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,江蘇南京,210009)摘要:主要介紹了超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯(UHMWPE)管材的配方設(shè)計(jì),包括uHMwPE樹(shù)脂及抗氧劑、耐磨劑、加工助劑、填料等助劑的選擇,同時(shí)介紹了UHMWPE管材及uHMwPE/金屬?gòu)?fù)合管的應(yīng)用情況及發(fā)展趨勢(shì)。結(jié)果認(rèn)為,UHMwPE管材的應(yīng)用前景廣闊。關(guān)鍵詞:超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯管材配方設(shè)計(jì)^’,’’’,’,’,’'’'’’,,’’l’,’’’’'’'?,’’’’’’’’',,’,’l’,’’'’’'

2、l’'’’·’'’’’’’’’’,’’’’’’’、FormulationDesignandApplicationofUHMWPEPipeMaoZepengZhangJuni;(CollegeofMaterialsScienceandEngineering,NanjingTech.University,Nanjing,Jiangsu,210009)Abstract:Recentprogressin{ormationdesignofUHMWPEpipewasreviewed,inclu—^v:dingtheselectionofUHMWPEresin,antioxidantagents,

3、abrasionresistantagents,::filler,etc.Furthermore,thepresentapplicationaswellastheperspectiveofUHMWPE:;wasdescribed.TheresultsshowthattheapplicationprospectofuHMwPEpipe^..._:ISpromising·:iKeywords:ultrahighmolecularweightpolyethylene;pipe;formulationdesigni^t‘?!甀IIt‘?I‘l‘If‘‘。_I?‘‘‘t。tt。l‘‘fl《I《

4、t。‘‘.:。l。l‘tIt‘l‘I‘‘?。‘‘ll‘tttll?!畉?!秚l‘I‘t‘超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯(UHMWPE)相對(duì)萬(wàn),相對(duì)分子質(zhì)量越大,給加工帶來(lái)的困難也越大,分子質(zhì)量在150萬(wàn)以上,極高的相對(duì)分子質(zhì)量使它且需采用特殊設(shè)計(jì)的擠出設(shè)備?!胺垠w近熔點(diǎn)擠出具有普通聚乙烯(PE)管材、其他工程塑料管材和成型”理念是近期提出的口,依據(jù)此理念已成功擠很多金屬管材所不及的優(yōu)異性能。目前,國(guó)內(nèi)外研出了相對(duì)分子質(zhì)量高達(dá)1050萬(wàn)的UHMWPE究人員在改進(jìn)UHMWPE加工性能,提高其耐磨管材。性、強(qiáng)度、硬度,改善流動(dòng)性,降低摩擦系數(shù)等方面1.2抗氧劑進(jìn)行了大量的研究。由于UHMWPE

5、與普通PE的分子結(jié)構(gòu)完全相同,可認(rèn)為兩者熱降解機(jī)理相同,均按自由基連1UHMWPE管材材料選擇與配方設(shè)計(jì)鎖反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行。通常,UHMWPE管材的擠出加工溫度比PE管材高100℃左右,擠出熔體溫度1.1UHMWPE樹(shù)脂一般在220~270℃,很容易引起分子鏈斷裂導(dǎo)致UHMWPE與普通PE結(jié)構(gòu)相同,存在熔體黏降解,故抗氧劑使用尤顯重要。度高、流動(dòng)性差、對(duì)熱剪切不敏感、容易發(fā)生剪切斷裂或受熱發(fā)生降解等缺陷,給成型加工帶來(lái)很大困收稿日期:2014—10—22;修改稿收到日期:2015-01—20。難?,F(xiàn)階段,UHMWPE管材主要包括螺桿擠出作者簡(jiǎn)介:毛澤鵬(1991一),男,碩士,主要研究方

6、向?yàn)楦叻殖尚秃椭麛D出成型等方法。國(guó)內(nèi)UHMWPE管子材料的改性。E—mail:maozepeng1991@163.corn材一般選擇樹(shù)脂黏均相對(duì)分子質(zhì)量為200萬(wàn)~700*通信聯(lián)系人。E—mail:zhangjun@njtech.edu.cn。毛澤鵬等.超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯管材配方設(shè)計(jì)與應(yīng)用一般用于UHMWPE的抗氧劑主要有酚類(lèi)均勻,有效阻止了力學(xué)性能下降。(主抗氧劑)和亞磷酸酯類(lèi)(輔抗氧劑)。對(duì)于受阻在UHMWPE中添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)5~30%的酚/亞磷酸酯復(fù)合抗氧體系,在抗氧劑種類(lèi)一定的中等相對(duì)分子質(zhì)量PE及少量成核劑熱解硅石時(shí),條件下受阻酚和亞磷酸酯的質(zhì)量比在1:(1~3)對(duì)UH

7、MWPE的物理性能影響不大,但能有效降最佳引。低加工溫度,縮短加工時(shí)間l7]。1.3耐磨劑1.4.3層狀硅酸鹽研究表明,適量添加經(jīng)表面處理過(guò)的石墨、在UHMWPE中添加層狀硅酸鹽(主要指高AlO。,SiC、二硫化鉬(MoS。)、炭黑、聚苯酯、聚丙嶺土、滑石、蒙脫土和云母),利用硅酸鹽片晶之間烯(PP)、玻璃纖維、鈦酸鉀晶須、聚四氟乙烯、石英摩擦因數(shù)小的特點(diǎn),使UHMWPE的流動(dòng)性得到砂、超細(xì)玻璃微珠等,均可有效提高UHMWPE管改善,并保留其原有的物理機(jī)械

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