超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）是一種新型熱塑性工程塑料，它的分子結(jié)構(gòu)和普通聚乙烯完全相同，普通聚乙烯的分子量一般在4萬～12萬，而超高分子量聚乙烯可達(dá)到100～400萬。隨著分子量的大幅度升高，樹脂的某些性能會發(fā)生突變，比如耐磨性佳；抗沖擊性強(qiáng)，而且在低溫時(shí)抗沖擊強(qiáng)度仍保持較高數(shù)值;自潤滑性好等。UHMW一PE可以而且在取代碳鋼、不銹鋼、青銅等，用于紡織、造紙、食品機(jī)械、運(yùn)輸、陶瓷、煤炭等領(lǐng)域。目前，世界上超高分子量聚乙烯年生產(chǎn)能力為8萬噸。我國UHMW－PE年生產(chǎn)能力為一萬噸。
成型加工技術(shù)與工藝
由于UHMW－PE流動(dòng)性差，熔融狀態(tài)下粘度高，很難用一般的方法加工。壓制燒結(jié)成型是UHMW－PE最早的加工方法，它是將UHMW－pE粉末置于模具中，加壓制成有一定強(qiáng)度和密度的坯件，然后在規(guī)定的溫度下燒結(jié)成型。擠出成型是采用柱塞擠出機(jī)對UHMW一PE加工成型，可看作是連續(xù)的壓制燒結(jié)。活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)提供了巨大的擠出壓力，但筒內(nèi)UHMW一PE塑化效果差，生產(chǎn)效率低，不易加工成較大制品。日本三并石油化工公司1974年開發(fā)出注射成型工藝，并于1976年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。注射成型時(shí)物料在高壓下呈噴射流動(dòng)狀，利于充模，使制品保持尺寸穩(wěn)定。
國外發(fā)展?fàn)顩r
生產(chǎn)情況 世界上UHMW一PE生產(chǎn)及應(yīng)用至今已有30多年的歷史。近10年隨著加工技術(shù)的不斷發(fā)展，其產(chǎn)量和消費(fèi)量不斷增長：1989年消耗量為5萬噸，1995年市場銷售量達(dá)到6萬噸。蒙特爾是世界UHMW－pE主要生產(chǎn)商，它在北美有一家年生產(chǎn)能力為1.6萬噸的工廠，1997年其年產(chǎn)能力從1.6萬噸增至2.7萬噸。目前，蒙特爾在北美擁有47%的市場份額，在其它地區(qū)的銷售量不是很多。該公司目前研究與開發(fā)重點(diǎn)集中在現(xiàn)有產(chǎn)品改性方面。荷蘭DMS公司和日本三井公司的UHMW一PE生產(chǎn)規(guī)模都比較小。除生產(chǎn)常規(guī)牌號外，還提供特殊牌號（如注射成型牌號，纖維牌號和超細(xì)UHMW－ PE）。需求情況1997年，國際市場UHMW－PE需求量約為6萬噸，其中，北美占56%，西歐占34%。與北美及西歐良好的開發(fā)市場相比，UHMW －pE在亞洲的消費(fèi)量很小，僅占10% 。在亞洲
各國中，日本年消費(fèi)量最大，約為2000噸。
國內(nèi)開發(fā)情況
國內(nèi)于70年代末開始研制超高分量聚乙烯。當(dāng)時(shí)的研究單位有上海高橋化工廠、安徽化工研究院、廣州塑料廠等，但皆因技術(shù)不過關(guān)，樹脂分子量只能達(dá)到150萬左右。寧津鴻寶化工有限公司在低壓聚乙烯裝置上生產(chǎn)超高分子量，產(chǎn)量從逐年增加。該廣把研究與開發(fā)重點(diǎn)放在改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量方面。目前其產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量（如分子量、堆密度、抗張強(qiáng)度、斷裂伸長率等）可達(dá)到日本牌號水平。
近年來UHMW一PE的加工技術(shù)有了重大突破，由最初的燒結(jié)壓制成型發(fā)展到專用設(shè)備擠出成型，由最初的燒結(jié)壓制成型，應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴(kuò)大。如UHMW－PE已在紡織、造紙、包裝、運(yùn)輸、機(jī)械、化工、采礦、石油、農(nóng)業(yè)、建筑、電氣、食品、醫(yī)療、體育等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
紡織機(jī)械 紡織機(jī)械是UHMW－PE較早應(yīng)用的領(lǐng)域。目前，國外在每臺紡織機(jī)械上應(yīng)用的UHMW－PE零件平均有30件左右，如投梭器、打梭棒、齒輪、連結(jié)器、掃花桿、緩沖塊、偏心塊、桿軸套、擺動(dòng)后梁等零件。使用超高分子量聚乙烯皮結(jié)代替水牛皮結(jié)，其耐沖擊次數(shù)由原來的100萬次增加到500～600萬次。造紙機(jī)械是UHMW－PE的主要領(lǐng)域。UHMW－PE磨擦系數(shù)低而且耐磨。因此，用它做造紙機(jī)上水箱的蓋板及刮水板、壓密部件、接頭等，可以延長造紙機(jī)上聚酯網(wǎng)的壽命，節(jié)省更換新網(wǎng)的費(fèi)用，減少停機(jī)造成的損失。此外，UHMW－PE也可用來制造造紙機(jī)械的密封軸桿、偏導(dǎo)輪、刮刀、過濾器等部件。目前，造紙工業(yè)所需UHMW－PE量占其總消費(fèi)量的10%。
包裝儲運(yùn)UHMW一PE具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性和不吸水性，可用作各種溶液存儲設(shè)備的鋪面材料和大型包裝容器。特別是UHMW一PE具有無毒、耐水等優(yōu)點(diǎn)，可作為直接與食品接觸材料，用來制作食品裝瓶自動(dòng)包裝線上的零部件，能防止瓶子破裂，減少噪音，提高工作效率。此外，UHMW一PE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(yōu)良的自潤滑性及不粘性，可使上述粉狀材料對儲運(yùn)設(shè)備不發(fā)生粘附現(xiàn)象，保證穩(wěn)定運(yùn)輸。采用UHMW－PE制造煤場和糧食加工廠的輸送管道，比金屬材料使用壽命提高10～50倍，并且大大降低成本、提高輸送效率。
農(nóng)業(yè)及建筑機(jī)械 UHMW－PE自潤滑性優(yōu)異，泥土在其表不會發(fā)生粘著，而且其耐磨損性優(yōu)良，用它來制造農(nóng)業(yè)和建筑機(jī)械的零部件，可大幅度提高工作效率，減少能耗。用其制造農(nóng)業(yè)收割機(jī)的齒輪，比鋼制品便宜1/3，而使用壽命延長2倍以上。
此外，UHMW一PE在醫(yī)療上還可用于矯形外科零件、人工關(guān)節(jié)等，是理想的醫(yī)用高分子材料，從使用性能上看由UHMW－PE制成的人工髖關(guān)節(jié)，耐磨性和安全性比PTFE更為優(yōu)異。UHMW一PE具有優(yōu)異的耐低溫性能，可應(yīng)用于各種冷凍機(jī)械，并可作為核工業(yè)的耐低溫部件，也可用作原子能發(fā)電站的遮蔽板。UHMW一PE電絕緣性能良好，可制造酸性鉛蓄電池隔板（膜）。UHMW－PE纖維強(qiáng)度為鋼絲的10倍，碳纖維的2倍，抗張強(qiáng)度為150～350kg/平方厘米，抗張模量為8000～10000kg／平方厘米，在國防、民用方面均有廣闊的用途（如制造、飛機(jī)座椅、海運(yùn)和漁業(yè)用繩索等）。利用其自潤滑性、耐磨性和耐寒注，可以制造滑冰、滑雪。水上運(yùn)動(dòng)等體育器材的零部件。
超高分子量聚乙烯具有其它工程塑料無法比擬的耐磨性。耐沖性、耐化學(xué)藥品、自潤滑等性能，在國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，尤其是耐磨輸送、設(shè)備襯里、各種機(jī)械零部件等方面的應(yīng)用具有獨(dú)特優(yōu)勢、其產(chǎn)品的開發(fā)和應(yīng)用具有廣闊的前景，新應(yīng)用領(lǐng)域（如汽車領(lǐng)域）的開發(fā)，正受到人們的關(guān)注。
但由于其熔融粘度高，加工難度大，長期以來，國內(nèi)外對其加工主要采用類似加工聚四氟乙烯的莊制燒結(jié)和住塞擠出成型方法加工，生產(chǎn)效率較低，從而限制了該產(chǎn)品的推廣應(yīng)用。為此，可考慮結(jié)合我國國情，同時(shí)引進(jìn)國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，并根據(jù)我國深加上產(chǎn)品市場需求，研制出適合深加工產(chǎn)品需要的加工設(shè)備及技術(shù)。另外，適應(yīng)工業(yè)產(chǎn)品多樣化的要求，當(dāng)前的發(fā)展方向是實(shí)現(xiàn)特殊工程塑料的通用化。為獲得高附加值的產(chǎn)品，必須開拓市場，向生產(chǎn)技術(shù)含量高的新領(lǐng)域擴(kuò)展，以滿足社會需求。