超高相对分子质量聚乙烯管材配方设计与应用.pdf

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1、PRoCESsINGANDAPPLIcATl()Ns≯地_弋I刀口工在jtI超高相对分子质量聚乙烯管材配方设计与应用毛泽鹏张军(南京工业大学材料科学与工程学院，江苏南京，210009)摘要：主要介绍了超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)管材的配方设计，包括uHMwPE树脂及抗氧剂、耐磨剂、加工助剂、填料等助剂的选择，同时介绍了UHMWPE管材及uHMwPE／金属复合管的应用情况及发展趋势。结果认为，UHMwPE管材的应用前景广阔。关键词：超高相对分子质量聚乙烯管材配方设计^’，’’’，’，’，’'’'’’，，’’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‘。‘IIIt‘⋯I‘l‘If‘‘。_I⋯‘‘‘t。tt。l‘‘fl《I《

4、t。‘‘．：。l。l‘tIt‘l‘I‘‘⋯。‘‘ll‘tttll。‘‘t。‘《tl‘I‘t‘超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)相对万，相对分子质量越大，给加工带来的困难也越大，分子质量在150万以上，极高的相对分子质量使它且需采用特殊设计的挤出设备。“粉体近熔点挤出具有普通聚乙烯(PE)管材、其他工程塑料管材和成型”理念是近期提出的口，依据此理念已成功挤很多金属管材所不及的优异性能。目前，国内外研出了相对分子质量高达1050万的UHMWPE究人员在改进UHMWPE加工性能，提高其耐磨管材。性、强度、硬度，改善流动性，降低摩擦系数等方面1．2抗氧剂进行了大量的研究。由于UHMWPE

5、与普通PE的分子结构完全相同，可认为两者热降解机理相同，均按自由基连1UHMWPE管材材料选择与配方设计锁反应机理进行。通常，UHMWPE管材的挤出加工温度比PE管材高100℃左右，挤出熔体温度1．1UHMWPE树脂一般在220~270℃，很容易引起分子链断裂导致UHMWPE与普通PE结构相同，存在熔体黏降解，故抗氧剂使用尤显重要。度高、流动性差、对热剪切不敏感、容易发生剪切断裂或受热发生降解等缺陷，给成型加工带来很大困收稿日期：2014—10—22；修改稿收到日期：2015-01—20。难。现阶段，UHMWPE管材主要包括螺杆挤出作者简介：毛泽鹏(1991一)，男，硕士，主要研究方

6、向为高分成型和柱塞挤出成型等方法。国内UHMWPE管子材料的改性。E—mail：maozepeng1991@163．corn材一般选择树脂黏均相对分子质量为200万～700*通信联系人。E—mail：zhangjun@njtech．edu．cn。毛泽鹏等．超高相对分子质量聚乙烯管材配方设计与应用一般用于UHMWPE的抗氧剂主要有酚类均匀，有效阻止了力学性能下降。(主抗氧剂)和亚磷酸酯类(辅抗氧剂)。对于受阻在UHMWPE中添加质量分数5～30％的酚／亚磷酸酯复合抗氧体系，在抗氧剂种类一定的中等相对分子质量PE及少量成核剂热解硅石时，条件下受阻酚和亚磷酸酯的质量比在1：(1～3)对UH

7、MWPE的物理性能影响不大，但能有效降最佳引。低加工温度，缩短加工时间l7]。1．3耐磨剂1．4．3层状硅酸盐研究表明，适量添加经表面处理过的石墨、在UHMWPE中添加层状硅酸盐(主要指高AlO。，SiC、二硫化钼(MoS。)、炭黑、聚苯酯、聚丙岭土、滑石、蒙脱土和云母)，利用硅酸盐片晶之间烯(PP)、玻璃纤维、钛酸钾晶须、聚四氟乙烯、石英摩擦因数小的特点，使UHMWPE的流动性得到砂、超细玻璃微珠等，均可有效提高UHMWPE管改善，并保留其原有的物理机械