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UHMWPE板材廣泛的應用范圍

2020-05-27 15:45:38      點擊:

UHMWPE板材廣泛的應用范圍

目前UHMWPE已在紡織、造紙、包裝、運輸、進寫、化工、采礦、石油、建筑、電氣、食品、醫療、體育等領域得到廣泛的應用,并開始進入常規兵器、船舶、汽車等領域。今后還將擴大到宇航和原子能等領域。

耐磨性和耐沖擊性為主的應用
1.1、紡織機械
紡織機械是UHMWPE最早應用的領域,早在1958年,就有幾家公司用UHMWPE制造紡織機械零件,如取代韌性材料中最耐用的水牛皮制作的織機上的皮結,承受40~180次/min長期振動沖擊,其壽命可達水牛皮結的5~6倍。目前,國外在每臺織機上應用的UHMWPE零件平均有30件左右,如投梭器、打梭棒、齒輪、聯結器、掃花桿、緩沖塊、桿軸套、擺動后梁等耐沖擊磨損零件。
1.2、造紙機械
造紙機械是應用UHMWPE的第二個工業領域,約在1960年,在一臺削木機的傳送裝置上第一次安裝了UHMWPE防磨條,對底板和鏈條起到良好的保護作用,使用5a基本上無磨損。據估計,防磨條的壽命要比鏈條的壽命高一倍以上,UHMWPE和不銹鋼、楓木、澆鑄型聚氨脂及層壓酚醛塑料等耐磨材料都層作為吸水箱蓋板使用,但重要的是UHMWPE蓋板對吸水箱上不銹鋼絲網的阻力大大低于其它材料,因此可使昂貴的不銹鋼死網的使用壽命延長。今天,造紙工業所需UHMWPE用量占總量的10%,如采用UHMWPE制造造紙機的刮水板、吸水箱蓋板、壓密部件、接頭等;此外UHMWPE也可用來制造造紙機械的密封軸桿、偏導輪、刮刀、過濾器等零部件。
1.3、包裝機械
UHMWPE的高耐磨性、低摩擦因數和不粘性,使其在包裝機械中比某些金屬和其它塑料更適用,可代替磷青銅和氟塑料。
用UHMWPE取代改性氟塑料制作導軌、傳送裝置的滑塊座、固定板等,不僅大大降低了設備投資費用,而且可延長使用壽命10~50倍。
一條液體洗滌劑生產線裝置上的計時星輪,用UHMWPE取代原來的層壓熱固性塑料后,使過去易磨損、易劃傷瓶且容易變軟的問題迎刃而解,大大減少了備用件費用,有UHMWPE制造的計時螺桿,也已在許多裝瓶線上作為標準部件使用。
西方一個大啤酒廠,用UHMWPE制作了一條約1.6km長的板帶式瓶子傳送帶,比用磷青銅制作的傳送帶耐用幾倍。
國外一個汽車組裝廠的輸送線上,鏈條驅動鏈輪使小車在鋼板傳送平臺上運動,由于鏈條與鋼板的摩擦,鏈條極易損壞。采用UHMWPE板材替換鋼板,使磨損大大降低,同時也減少了動力消耗。
1.4、通用機械
由于UHMWPE具有優良的耐磨性、耐沖擊性,它在機械制造行業中得到廣泛應用,可制作各種齒輪、凸輪、葉輪、滾輪、滑輪、軸承、軸瓦、軸套、削軸、墊片、密封墊、彈性聯軸節、螺釘等機械零部件。
以自潤滑性和不粘性為主的應用
2.1、材料儲運
UHMWPE可制作裝煤、水泥、石灰、礦粉、鹽、谷物之類粉狀材料的料斗、料倉、滑槽的襯里,由于它具有優良的自潤滑性、不粘性,可使上述粉狀材料對儲運設備不發生粘附現象,保證穩定輸送。
煤、礦粉、糧食等的料斗過去采用不銹鋼襯里進行裝箱運輸,現改用UHMWPE襯里,長期使用時,可減少發熱現象,寶鋼運送礦石的料斗采用UHMWPE,要比原先采用的金屬材料使用壽命提高10~50倍。用UHMWPE制作料斗襯里便于施工、成本低,所以大發電廠輸送煤的加料斗也采用了UHMWPE襯里。
采煤場的煤溜槽采用UHMWPE制造,可降低傾斜角度,從而提高開采量。輸送40萬t煤而不需要更換料槽,其使用壽命比襯鎂合金的流料槽提高2倍。
UHMWPE用于流砂等的固體輸送管道,與鋼管相比壽命提高18倍,成本降至1/25,與尼龍管相比壽命提高3倍,成本降至1/8。在輸送時,管內阻力比金屬管小25%,大大提高了輸送效率。
在滑槽、鏟斗和礦石車廂的內襯等方面,用傳統金屬材料時,遇到寒冷潮濕天氣,物料就會凍結在金屬上,而采用UHMWPE則不會,從而大大減少了卸貨時間。在散裝貨船的自卸漏斗上內襯一層UHMWPE板材后,平均卸貨時間由原來的16~20h減少到8h。
2.2農業、建筑機械
UHMWPE自潤滑性優異,泥土在其表面容易滑動,而不會發生粘著,而且其耐沖擊性、耐磨損性優良,適于制作農業和建筑機械的零部件。如聯合收割機的滑動板、犁具外襯板、退土機的刮板、挖土機鏟斗的內襯、翻斗車車廂的內襯等,可大幅度提高工作效率,減少能耗。
2.3文體用品
利用UHMWPE的自潤滑性和耐磨性及耐寒性,可用于滑冰、滑雪板底板,歐美主要采用UHMWPE制造;用UHMWPE覆蓋滑雪道(層厚20mm),滑板最高速度可達110km/h。
日本三井石油化學公司制造的UHMWPE滑冰場,1975年在Kagoshima縣對外開放,其造價為一般滑冰場的1/4。
以耐腐蝕性和不吸水性為主的應用
UHMWPE具有優良的化學穩定性和不吸水性,可用做各種溶液存儲設備的鋪面材料和大型包裝容器,如浮筒、接水槽,汽油箱、農藥容器以及用于太陽能設備的退水容器等。這也是UHMWPE目前應用最廣泛的領域之一。
UHMWPE容器具有優良的落下沖擊強度。如果將容器裝水20kg,從高空跌落至10mm厚的鐵板上,普通聚乙烯容器的破壞高度僅為9M,而UHMWPE容器可高達15M以上。
以衛生無毒性為主的應用
4.1、食品、飲料工業
UHMWPE具備食品工業所要求的無毒性、耐水性及非黏著性。被指定為可直接與食品接觸使用的材料??捎糜谄【啤⑶鍥鲲嬃?、調味品等的輸送線。輸送物品時,可以防止瓶子等的破損,降低噪音,減少輸送帶、輸送螺桿等的磨損,并可減少電力損耗,它還可用來制造肉食、牛奶以及糖果蜜餞和面包食品生產設備的零部件。
4.2、醫療
UHMWPE具有優異的生理惰性和生理適應性,經美國食品及藥物行政管理局、農業部批準,可在醫藥幾與人體接觸的領域使用,如作為心臟瓣膜、矯形外科零件、人工關節及節育植入體等的臨床使用,是理想的醫用高分子材料。有UHMWPE制成的腕臼和金屬股骨組成的人工髖膝關節,耐磨性和安全性比PTFE更為優異。目前世界上已有數十萬人接受了這類人工關節的置換。

其他應用

5.1、耐低溫性應用
UHMWPE具有優異的耐低溫性能,可應用于各種冷凍機械中,并可作為核工業的耐低溫部件,在低溫超導領域中是較為理想的絕緣材料。UHMWPE對放射線具有優良的遮蔽效果,故可用作原子能
發電站的遮蔽板。
5.2、電絕緣性能應用
UHMWPE電絕緣性能良好,尤其是介電損耗角正切值低,可用于制造電鍍槽、輥子及在高頻和超高頻區間工作的絕緣子、絕緣拖架、電纜管道、短路器、電纜端子和其它電氣裝置。  
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