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第五代产品 超高分子量聚乙烯复合管

发布日期:2017/2/15 23:04:43 所属分类:第五代产品 超高分子量聚乙烯复合管 访问统计:1142

第五代产品  超高分子量聚乙烯复合管

     超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是一种具有优异综合性能的工程塑料,通常分子量在150万以上。具有其它工程塑料所无可比拟的耐磨损、耐冲击、耐腐蚀、耐高温等特性,且具有自润滑、不结垢、耐候性优良、减震吸收冲击能大、应力集中小、吸水率低、卫生无毒等优点,因而在众多领域中得到广泛应用。

  一、超高分子量聚乙烯的性能介绍

  1、耐磨损性 Wear-resistance
  超高分子量聚乙烯的耐磨损性能,居塑料之首,比碳钢、黄铜还耐磨数倍。与其它材料的耐磨性比较,见下表。
 

材料Materials

UHMWPE

MC尼龙
MC Nylon

尼龙66
Nylon66

聚四氟乙烯
PTFE

酚醛树脂Phenolic Resin

HDPE

碳钢
Carbon Steel

黄铜
Brass

耐磨率
Attrition Efficiency

1

4

5

6

16

10

7

27

 
  2、耐冲击性 Impact resistance
  超高分子量聚乙烯的冲击强度是现有塑料中最高的,即使在-70℃时仍有相当高的冲击强度。超高分子量聚乙烯与其它材料冲击强度比较,见下表。
 

材料

UHMWPE板

微晶板

铸石板

聚四氟乙烯

45#钢

A3钢

冲击强度(KJ/m2)

90-110

5.50

1.6

16

300-400

700

 
  3、耐腐蚀性能 Corrosion resistance
  超高分子量聚乙烯具有优良的耐腐蚀性能,在一定温度、浓度范围内许多腐蚀性介质(酸、碱、盐)及有机溶剂对它也无可奈何。这是由于超高分子量聚乙烯在分子结构上没有官能团,而且几乎没有支链和双键及结晶度高等因素的缘故。
 
  4、耐低温性能 Low-temperature resistance
  超高分子量聚乙烯具有优良的耐低温性能,在所有塑料中是最佳的,即使在液态氮(温度-269℃)下仍具有一定冲击强度和耐磨性。

  5、自润滑性能 Self-lubricating performance
  超高分子量聚乙烯具有很好的自润滑性能,摩擦系数小,其摩擦系数可以和聚四氟乙烯相媲美。超高分子量聚乙烯和其它几种常用工程塑料的摩擦系数比较,见表1。
 

摩擦系数 Friction factor

无润滑
No lubricating

水润滑
Lubricate with water

油润滑
Lubricate with oil

UHMWPE

0.10-0.22

0.05-0.10

0.05-0.08

聚四氟乙烯 PTEE

0.04-0.25

0.04-0.08

0.04-0.05

尼龙66  Nylon66

0.15-0.40

0.14-0.19

0.06-0.11

聚甲醛 Polyformaldehyde

0.15-0.35

0.10-0.20

0.05-0.10

 
   二、超高分子量聚乙烯常用性能指标
 
  超高分子量聚乙烯常见物理性能、机械性能、热性能、电性能等指标,见下表。
 

分类/Type

项目/Items

UHMWPE

ASMT实验法
ASMT test method

物理性能
Physical performance

相对分子量(万)/Relative molecular mass(10,000)

200

D2857

密度(g/cm3)/Density (g/cm3)

0.935

D1505

粉料密度(g/cm3)/Powder density (g/cm3)

0.46

D392

平均粒度(μm)/Average particle size (μm)

100-200

机械性能
Mechanical performance

断裂强度(MPa)/Breaking strength (MPa)

40-45

D638

断裂延伸率(%)/Elongation at break (%)

100-20

D638

弯曲模量(MPa)/Bending modulus (MPa)

600

D747

冲击强度(KJ/m2)/Impact strength (KJ/m2)

>140

D250

邵氏硬度D型/Shore hardness D

40-60

磨损量(mg/1000times)/Wear loss (mg/1000times)

70

D1175

热性能
Heat performance

熔点(℃)/Melting point (℃)

136

D2117

热变形温度(℃)/Heat distort temperature(℃)

85

D648

线膨胀系数(10-4/℃)/Coefficient of linear expansion(10-4/℃)

1.5-2.5

D696

热导率[W/(m.k)]/Thermal conductivity [W/(m.k)]

8.5

D177

电性能
Electric performance

体积电阻率(Ω.cm)/Volume resistivity (Ω.cm)

10

D257

击穿电压(KV/mm)/Breakdown voltage (KV/mm)

50

D149

介电常数/Dielectric constant

2.3

D150

 
三、超高分子量聚乙烯的改性
 
  超高分子量聚乙烯虽然有很多优良特性,但由于超高分子量聚乙烯的分子结构和分子聚集形态的影响,熔体粘度高达108pa*s,溶体指数几乎为零,流动性极差,且因摩擦因数小、成型温度范围窄等因素,导致其加工性能较差,尤其是管材的挤塑成型。
 
  为发挥超高分子量聚乙烯的高耐磨等优异性能、改善其加工性能,使其在矿山、电力、石化、冶金等行业得到更好的应用,必须对其进行改性处理。公司在此方面进行了大量的研究,取得了重大技术突破。公司利用此技术所生产的纳米(改性)超高分子量聚乙烯耐磨复合管,不仅保持了超高分子量聚乙烯的高耐磨性,同时保证了钢塑复合管的易加工性,既可以采用紧衬塑工艺,也可以采用离心热滚塑工艺生产,增加了复合管产品的高科技含量,延长了管道的使用寿命,在实际应用中体现出绝对的优势。
 
  四、超高分子量聚乙烯(改性)钢塑复合管特点
 
  1、耐磨性:其耐磨性是普通钢管、不锈钢管的7倍,聚氯乙烯、高密度聚乙烯的10倍,尼龙66管的5倍。
 
  2、抗冲击能力强:其抗冲击强度是尼龙的10倍,聚氯乙烯的20倍,聚四氟乙烯的8倍。特别是低温环境下,其抗冲击强度反而达到最高值。
 
  3、耐腐蚀性强:纳米(改性)超高分子量聚乙烯属饱和分子团结构,化学稳定性高,在一定温度和浓度范围内,能耐各种腐蚀性介质(酸、碱、盐)及有机溶剂的侵蚀,接点处无缝隙,外管不受侵蚀。
 
  4、不易老化:由于纳米(改性)超高分子量聚乙烯中分子量不饱和基因很少,并添加了改性材料的原因,其在使用60年左右仍可保持70%以上的机械性能。
 
  5、适用温度范围宽:可长期在-250~110℃温度范围内工作。
 
  6、重量轻、安装方便:复合管不仅自身重量相对较轻,因不结垢、流动阻力小,管径设计比钢管减少约15%,单件管道长度达6米,安装工作量大为减少。
 
  五、超高分子量聚乙烯(改性)钢塑复合管的应用领域
 
  1、矿山、冶金行业:矿粉、矿浆、尾矿输送管线。
 
  2、电力行业:电厂灰渣输送管线,化水车间阴、阳、混床中使用的防腐管道、循环冷却水管线。
 
  3、煤炭行业:通风、给水系统管线,喷浆、洗煤厂输送管线。
 
  4、石化行业:所有腐蚀性介质输送管线,原油输送管线。
 
  5、公共事业:污水处理,生活供水。
 

  六、超高分子量聚乙烯钢塑复合管规格参数


  1、直管:采用衬塑或离心热滚塑工艺生产

单位:mm

公称通径DN

内衬层厚度S

长度L

≤150

3-8

100-6000

>150-250

4-10

>250-500

5-12

>500-1200

6-15

  注:特大口径、内衬层厚度及管道长度可按顾客要求定制。

  2、复合三通、普通三通、四通:采用热滚塑工艺生产。

单位:mm

公称通径DN

内衬层厚度S

A

B

C

≤150

3-8

50-70

400-600

250-350

>150-250

4-10

60-80

300-400

350-500

>250-500

5-12

80-100

600-900

500-800

>500-1200

6-15

120-300

900-1500

800-1200

  注:特大口径、内衬层厚度及特殊规格可按顾客要求定制。

单位:mm

公称通径DN

内衬层厚度S

L1  L2  H

≤150

3-8

L1=L2=H=2~5DN

>150-250

4-10

L1=L2=H=1~2DN

>250-500

5-12

L1=L2=H=1-1~5DN

>500-1200

6-15

L1=L2=H=0.8~1DN

  注:特大口径、内衬层厚度及特殊规格可按顾客要求定制。

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