超高分子量聚乙烯衬板的应用

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1、超高分子量聚乙烯耐磨衬板在冶金设备上的应用程勇高1徐旭2（1.2安徽马钢工程技术有限公司，安徽·马鞍山，243000）摘要：本文介绍了一种新型的非金属材料--超高分子量聚乙烯（UHMWPE）特性，列举了其在冶金设备中的应用。关键词：UHMWPE衬板Abstract：Thispaperintroducedanewnonmetallicmaterials--ultra-highmolecularweightpolyethylene(UHMWPE)characteristics，liststheapplicationofmetallurgic

2、alequipment。Keyword：UHMWPELiningboard1.超高分子量聚乙烯性能概述超高分子量聚乙烯是作为一种新型的非金属材料，其英文名为ultra-highmolecularweightpolyethylene(简称UHMWPE)，是分子量100万以上的聚乙烯。分子式：—(—CH2-CH2—)—n—，密度：0.936～0.964g/cm3。热变形温度(0.46MPa)85℃，熔点130～136℃。超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）是一种线型结构的具有优异综合性能的热塑性工程塑料。它综合了大部分塑料的优越性能，耐冲击、

3、耐低温、耐磨损、耐化学腐蚀、自身润滑、吸收冲击能，这六个特性是目前塑料中所具有的最高数值[1]。近年来这种新型塑料制品在欧美各国得到广泛使用，需求量越来越大。同样，在我国超高分子量聚乙烯制品应用也越来越广泛，是我国“十二五”计划《优先发展的高新技术产业化重点领域指南》的推广项目。1）高耐磨性：在目前所有的工程塑料中UHMW-PE的耐磨性能最好，最引人注目。分子量越高材料就越耐磨，甚至超过许多金属材料（如碳钢、不锈钢、青铜等）。例如UHMW-PE管，在强腐蚀和高磨损条件下使用寿命是钢管的4-6倍，而且提高输送效率20％。充分展现了"节能、

4、环保、经济、高效"的优越性。2）耐腐蚀性：在碱液中不受腐蚀，可以在80℃的浓盐酸中应用，在75％的浓硫酸、20％的硝酸中性能稳定，它对海水、液体洗涤剂也很稳定。3)极低的摩擦系数：静摩擦系数为0.07，自润滑性良好，是一种理想的轴承、轴套、滑块、衬里材料。选用UHMW-PE作为设备的摩擦部件，除可提高耐磨寿命外，还可收到节能效果。4)抗冲击性：抗冲击性居塑料之首，无论是外力强冲击，还是内部压力波动，都难以使其开裂。其冲击强度是尼龙66的10倍，聚氯乙烯的20倍，聚四氟乙烯的8倍；特别是在低温环境，其冲击强度反而达到最高值，其柔韧性能为输

5、送系统提供了极为安全可靠的保障。5)抗老化性：性能稳定，抗老化性好，地面、地下埋没均可，50年不老化。按ASTM方法测定（负荷4.6㎏/cm2），热变形温度为85℃，使用温度可达90℃，特殊情况下，允许在更高的温度下使用。UHMW-PE是一种韧性极好的材料，它的耐低温性能也非常优异，在-269℃低温下，仍具有一定的延展性，而没有脆裂迹象。但线膨胀系数较大，导热性很差，所以在设计制品时，要给予充分注意。6)电性能：体积电阻大，击穿电压达50KV/mm，介电常数为2.3。在较宽的温度及频率范围内，适宜用作电气工程的结构材料。由于超高分子量聚

6、乙烯特殊性能，使用寿命高于钢质,耐磨性是炭钢及不锈钢的3~7倍；摩擦系数小，自润滑，不吸水、不粘结物料，抗冲击性强度高，综合机械性能好，耐酸、碱、盐腐蚀、不老化，耐低温，卫生无毒，重量轻，比重是钢材的1/8.因此，是用做散装物料储存及运输设备衬里的最佳材料，如储仓，流槽等。广泛应用在电力、钢厂、煤矿等行业中。目前超高分子量聚乙烯制品有板材类、管材类、棒材类和成品，其中成品包括齿轮、轴承、轴套、滚轮、导轨、滑块以及各种制品等。2．冶金设备应用实例在烧结厂贮仓、料箱、配料室料仓及溜槽、漏斗、输送溜槽和相类似设备的储存和运输过程中，通常由于物

7、料结块、架桥或冻结而受阻，形成漏斗状流动、沟状流动等，严重时形成结拱堵塞、架桥堵塞，结果导致生产环节停顿，浪费能源并涉及生产的一系列的安全问题，解决这些难题耗费大量的资金和宝贵的生产时间。国内外解决这种问题已有方法，采用UHMWPE材料做内衬是解决该类问题的最合适形式，而且已得到广泛使用并取得了良好效果。2.1料斗等散料输送设备堵塞原因分析：1)料仓仓体壁倾角太小，下出料口尺寸过于狭小，影响物料顺利流动，容易造成散料堵塞。2)散料粘结在料仓壁上使料仓逐渐缩小，容易出现漏斗状流动或篷堵、块煤卡堵事故，使料仓失去存储和调节作用。3)物料体积

8、较大彼此交错或有超长异物夹杂而形成堵仓。4)以粉料输送为主的料仓，含有一定水份的散料在仓内储存时间较长时，容易压实结拱堵塞。5)在寒冷地区的企业冬季若防寒措施有限，容易发生含水份的物料和仓壁冻结在一起而造成