超高分子量聚乙烯板材英文名ultra-high molecular weight polyethylene(簡稱UHMWPE)，是分子量100萬以上的聚乙烯。
分子式:-(-CH2-CH2-)-n-，密度:0.936~0.964g/cm3。熱變形溫度(0.46MPa)85℃，熔點130~136℃。
機械性能高于一般的高密度聚乙烯。具有突出的抗沖擊性、耐應(yīng)力開裂性、耐高溫蠕變性、低摩擦系數(shù)、自潤滑性，卓越的耐化學腐蝕性、抗疲勞性、噪音阻尼性、耐核輻射性等。
使用溫度100~110℃。耐寒性好，可在-269℃下使用。密度0.985g/cm3，分子量200萬的產(chǎn)品，其斷裂拉伸強度40MPa，斷裂伸長率350%，彎曲彈性模量600MPa，懸臂梁缺口沖擊沖不斷。磨耗量(MPC法)20mm。
UHMWPE有極好的耐磨性，良好的耐低溫沖擊性、自潤滑性、無毒、耐水、耐化學藥品性，耐熱性優(yōu)于一般PE，缺點是耐熱性(熱變形溫度)低、加工成型性差，外表面硬度，剛性，耐蠕變性不如一般工程塑料，膨脹系數(shù)偏大。UHMWPE流動性差，熔融狀態(tài)下粘度極高，是呈橡膠狀的高粘彈性體，早期僅能用壓制和燒結(jié)方法成型，也可用擠出、注塑和吹塑方法加工。
1、提高耐磨性。提高分子量聚乙烯最引人注目的一個性能是它具有極高耐磨性，這一性能有許多工程應(yīng)用中都是十分寶貴的。在所有塑料中，其耐磨性是最好的，就連許多金屬材料(如碳鋼、不銹鋼、青銅等)的有規(guī)則磨性也不如它。隨著聚乙烯分子量的升高，這種材料就越耐磨。
2、極高的抗沖擊性能。超高分子量聚乙烯的抗沖強度和它的分子量有關(guān)，分子量低于200萬時，隨分子量增長，沖擊強度增高，在200萬左右達到一峰值，這時峰后，分子量 再升高沖擊強度反而會下降。這是由于分子鏈非常時妨礙了它的光晶作用，使在大分子中存在大的無定形區(qū)因而可以吸收較大的沖擊能量。
根據(jù)文獻資料，超高分子量聚乙烯和其它塑料按ASTM-D256方法測定的沖擊強度值，從比較中得出:超高分子量聚乙烯的常溫抗沖擊性可分為以 耐沖擊著稱的聚碳酯媲美，應(yīng)用于常用的工程塑料。超高分子量聚乙烯即使有-40℃低溫下，仍有很強的抗沖擊性能，甚至在液氣-269℃溫度下，仍然能保持較好的耐沖擊性能，這種優(yōu)異的低溫特性，使超高分子量聚乙烯的應(yīng)用擴展到低溫工程領(lǐng)域。
3、很低的磨擦系數(shù)。超高分子量聚乙烯非常耐磨，而且磨擦系數(shù)低、自潤滑性良好，是一種理想的軸承軸套、滑塊、襯里材料。
使用超高分子量聚乙烯作為設(shè)備的磨擦部件，除可提高耐磨壽命外，還可收到節(jié)能效果。
4、良好的耐化學腐蝕性。超高分子量聚乙具有良的耐化學腐蝕特性，除濃硝酸、濃硫酸外，它在所有的堿液、酸液中都不會受腐蝕，并且可在溫度(80℃的濃鹽酸中應(yīng)用，在<20%的硝酸、<75%的硫酸中也是穩(wěn)定的，它對水、液體洗滌也很穩(wěn)定。)
但是，超高分子量聚乙烯在芳香料或鹵代料化合物中(特別是在溫度較高的狀況下)極易溶脹，因此，應(yīng)用時要特別注意。
5、很低吸水性。超高分子量聚乙烯吸水率很低，它幾乎是不吸水，在水中不膨脹，比尼龍的吸水性小得多。
6、熱學性能。按ASTM(負荷4.6kg/cm2)方法的測定，熱變形溫度為85℃,在較小的負荷下，使用溫度可達90℃，在特殊情況下，允許在更高的溫 度下使用，由于超高分子量聚乙烯是一種韌性極好的材料，因而它的耐低性能也非常優(yōu)異，在-269℃低溫下，仍具有一定的延展性，而沒有脆裂跡象。
7、電性能。超高分子量聚乙烯在很寬的溫度范圍內(nèi)，都具有很優(yōu)良的電性能，它的體積電阻達10-18CM，擊穿電壓達50KV/mm,介電常數(shù)2.3。在較寬的溫度及頻率范圍內(nèi)，它的電性能變化極小。在耐熱溫度范圍內(nèi)，很適宜用作電氣工程的結(jié)構(gòu)材料和紙廠的材料。
8、無毒性超高分子量聚乙烯無味、無毒、無臭，本身無腐蝕性，具有生理循性和生理適應(yīng)性，美國食品與藥品管理局(FDA)和美國農(nóng)業(yè)部(USDA)允許它用于與食品和藥品接觸的場合。
它的這些特性，特別是耐磨、抗沖擊性、自潤滑性能，在工程塑料中都是最好的。
由于超高分子量聚乙烯的分子鏈呈纏繞狀、粘度極高、幾乎沒有流動性，所以加工難度很大。用一般的加工設(shè)備加工產(chǎn)品很難成型。
目前超高分子量聚乙烯板材的加工大都采用燒結(jié)模壓法，也有采用柱塞擠出法但產(chǎn)量很低。
采用模壓法生產(chǎn)超高分子量聚乙烯板材時一般采用如下生產(chǎn)工藝:
1.原材料的選用
原材料的優(yōu)劣決定了板材產(chǎn)品的品質(zhì)。選用分子量300萬以上優(yōu)質(zhì)的原材料加以科學的配方，合理的工藝才能得到優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。
2.配料
首先檢驗原材料的各項性能指標(核對產(chǎn)品檢驗報告)，按確定的配方比例加入各種添加劑放入高速混料機，在一定的壓力、溫度下混合好予配料，充分排出原料中的水分。如果板材的顏色有要求的話，還得根據(jù)顏色的要求添加相應(yīng)的顏料。
3.加壓塑化
將混合好的原材料裝入模具中加一定的壓力排出原料中的空氣，加高溫使模具中的無料塑化成透明糊狀體，保持一定的溫度和壓力使之充分塑化。
4.成型
經(jīng)過充分塑化后，逐漸將溫度降低，同時加高壓。溫度越低所加的壓力就越大，直到達到工藝的要求。
5.脫模整形
板材從模具中取出后經(jīng)過人工整形后入庫待運。
一、流動性改性:
①UHMWPE與LCP共混，大大改善了流動性，可以用單螺桿擠出機加工;LCP添加量越多，混合料的流動性也越好;
②UHMWPE與PE共混，PE的添加量在30%以下，以確保共混料既有良好的加工性，又不會降低太多優(yōu)異性能;
③UHMWPE中加入10%以下的聚乙烯蠟、硬脂酸鹽等助劑;
④UHMWPE中加入3~5%的層狀納米硅酸鹽，熔體流動指數(shù)可以達到0.2~0.4g/10min;
⑤UHMWPE中加入1%的熱解硅石，可以作為聚乙烯的成核劑來改善流動性。
二、耐磨性改性:
加入偶聯(lián)處理過的二硫化鉬、石墨、超細炭黑、超細玻璃微珠、碳纖維、聚四氟乙烯等可以降低摩擦系數(shù)、提高耐磨性;而加入橡膠、聚氨酯等則提高摩擦系數(shù)。
三、耐熱性改性:
用等離子體交聯(lián)處理后，可提高UHMWPE的使用溫度達到200℃;在UHMWPE中填充偶聯(lián)處理過的無機填料(如玻璃微珠、硅灰石、滑石粉、云母、碳酸鈣等)可以明顯提高熱變形溫度HDT。
四、導(dǎo)熱性改性:
加入銅粉、鋁粉、鉛粉等金屬粉末可以提高UHMWPE的導(dǎo)熱性;
五、力學改性。
超高分子量聚乙烯是指分子量在300萬以上的線性結(jié)構(gòu)聚乙烯，是綜合性能最好的工程塑料，其耐磨、耐沖擊、耐腐蝕、自潤滑、吸收沖擊能-這五個性能是現(xiàn)有塑料中最好的，在國際上被稱為"令人驚異的材料"。
超高分子量聚乙烯(Ultra High Molecular Weight Polyethylene)因其所具有的優(yōu)越性能，目前已在國民工業(yè)的各個部門得到了廣泛應(yīng)用。UHMW-PE已在紡織、造紙、包裝、運輸、機械、化工、采礦、石油、農(nóng)業(yè)、建筑、電氣、食品、醫(yī)療、體育等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，并開始進入常規(guī)兵器、船舶、汽車等領(lǐng)域。
1、以耐磨性和耐沖擊性為主的應(yīng)用
1)、紡織機械
紡織機械是UHMWPE最早應(yīng)用的領(lǐng)域。目前，國外在每臺紡織機械應(yīng)用的UHMWPE零件平均有30件，如投梭器、打梭棒、齒輪、聯(lián)結(jié)器、掃花桿、緩沖塊、偏心輪、桿軸套、擺動后梁等耐沖擊磨損零件。
2)、造紙機械
造紙機械是UHMWPE應(yīng)用的第二個領(lǐng)域。目前，在造紙機械應(yīng)用UHMWPE的用量占總量的10%，如采用UHMWPE制造造紙機的刮水板、吸水箱蓋板、導(dǎo)流板、水翼、壓密部件、接頭、密封軸桿、偏導(dǎo)輪、刮刀、過濾器等。
3)、包裝機械
用UHMWPE取代改性氟塑料制作導(dǎo)軌，傳送裝置的滑塊座、固定板等，UHMW-PE導(dǎo)軌，墊條，護攔(塑鋼)。
4)、通用機械
用UHMWPE可制作齒輪、凸輪、葉輪、滾輪、滑輪、軸承、軸瓦、軸套、銷軸、墊片、密封墊、彈性聯(lián)軸節(jié)、螺釘、管卡等。如碼頭、橋梁墩的防護板。
2、以自潤滑性和不粘性為主的應(yīng)用
1)、材料儲運
用UHMWPE可制作粉狀類的襯里，如:料倉，料斗，溜槽等回流裝置，滑動面，滾筒等。煤斗、粉狀類產(chǎn)品斗等倉斗類內(nèi)襯的儲存?zhèn)}料斗襯板。
2)、農(nóng)業(yè)、建筑機械
用UHMWPE可制作農(nóng)具的防磨耗板、托架等。
3)、文體用品
用UHMWPE可制作滑冰的雪橇滑板、雪橇拖板等。
3、以耐腐蝕性和不吸水性為主的應(yīng)用
1)、容器包裝
用UHMW-PE制作太陽能設(shè)備的溫水容器，是目前UHMWPE應(yīng)用得最廣泛的領(lǐng)域之一。
2)、化工設(shè)備
用UHMW-PE制作化學工業(yè)部件，如:密封填板、填密料、真空模盒、泵部件、軸承襯瓦、齒輪、密封結(jié)合等。
3)、輸送管道
4、以衛(wèi)生無毒性為主的應(yīng)用
1)、食品、飲料工業(yè)
在飲料輕工行業(yè)中，主要利用其杰出的耐磨性、耐沖擊性、自潤滑性和無毒性制造各種齒輪、凸輪、輸送線耐磨護欄、墊條、導(dǎo)軌以及各種減摩、自潤滑的軸套、襯里等。如:食品機械的護軌、星形輪、導(dǎo)向昆齒輪、軸承襯瓦等。
2)、醫(yī)療
用UHMW-PE可制作人工人體零件。
5、其它性能的應(yīng)用:船舶零件、極低溫機械部件等
1)、耐低溫性應(yīng)用
2)、電絕緣性能應(yīng)用
用UPE可制作酸性鉛蓄電池隔板(膜)，用量為4000噸/年。
3)、超高模量纖維的應(yīng)用
用UPE可制作防彈織物等。
4)、在煤礦中的應(yīng)用
用UPE可制作天輪襯墊、鋼絲繩地輥、提升箕斗、罐耳、罐道梁、皮帶托輥、輸送機刮板、擋板、溜槽、噴漿機摩擦板等。
前，超高分子量聚乙烯板材的應(yīng)用范圍越來越廣泛，其種類也越來越多，我們?nèi)绾螌ζ溥M行區(qū)分呢?起源化工教您幾招:
第一招:顏色區(qū)分，產(chǎn)品顏色均勻不成渾濁現(xiàn)象。
第二招:抗沖擊法分。簡單的操作就是用錘子用力敲擊板材不會斷裂。
第三招:撫摩法。用手撫摸我們的產(chǎn)品表面滑滑的無粗糙感。
超高分子量聚乙烯板材的最新應(yīng)用領(lǐng)域:
一、飲料食品機械:利用耐磨性、耐沖擊性、不粘結(jié)、衛(wèi)生無毒性，制作工作板、輸送、齒輪等。
二、造紙工業(yè):真空箱面板、脫水板、刮板、密封條、切紙機軸套等。
三、水處理:污水處理廠的污泥刮板、螺旋輸送機襯板、泥漿泵葉輪、泵軸套、澄清裝置齒輪和沉淀池的襯板等。
四、醫(yī)療器械:人體植入物、人造關(guān)節(jié)、矯形外科器械和支架、外科手術(shù)器。
五、紡織機械:利用抗沖擊性、耐磨性和自潤滑性，如36齒輪、梭彈架機緩沖擋板、軸承襯瓦等。
六、汽車制造:超高分子量聚乙烯制品不僅能夠減少零件數(shù)量，在降低噪聲方面也起到了很好的作用。生產(chǎn)廠家應(yīng)利用超高分子量聚乙烯制品成型的特點，盡量是多個零件一體化，減少數(shù)目，設(shè)法達到一次成型復(fù)雜零件的目的。汽車超高分子量聚乙烯的使用量每年呈增長趨勢。