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1　引言 　　超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）是一種線型結(jié)構(gòu)的具有優(yōu)異綜合性能的熱塑性工程塑料。世界上最早由美國Allied Chemical公司于1957年實現(xiàn)工業(yè)化，此后德國Hoechst公司、美國Hercules公司、日本三井石油化學公司等也投入工業(yè)化生產(chǎn)。我國于1964年最早研制成功并投入工業(yè)生產(chǎn)。限于當時條件，產(chǎn)物分子量約150萬左右，隨著工藝技術(shù)的進步，目前產(chǎn)品分子量可達100萬～400萬以上。　　超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）的發(fā)展十分迅速，80年代以前，世界平均年增長率為8.5%，進入80年代以后，增長率高達15%～20%。而我國的平均年增長率在30%以上。1978年世界消耗量為12，000～12，500噸，而到1990年世界需求量約5萬噸，其中美國占70%?！　〕叻肿恿烤垡蚁║HMW-PE）平均分子量約35萬～800萬，因分子量高而具有其它塑料無可比擬的優(yōu)異的耐沖擊、耐磨損、自潤滑性、耐化學腐蝕等性能。而且，超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）耐低溫性能優(yōu)異，在-40℃時仍具有較高的沖擊強度，甚至可在-269℃下使用?！　〕叻肿恿烤垡蚁║HMW-PE）優(yōu)異的物理機械性能使它廣泛應用于機械、運輸、紡織、造紙、礦業(yè)、農(nóng)業(yè)、化工及體育運動器械等領(lǐng)域，其中以大型包裝容器和管道的應用最為廣泛。另外，由于超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）優(yōu)異的生理惰性，已作為心臟瓣膜、矯形外科零件、人工關(guān)節(jié)等在臨床醫(yī)學上使用。2　超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）的成型加工　　由于超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）熔融狀態(tài)的粘度高達108Pa*s，流動性極差，其熔體指數(shù)幾乎為零，所以很難用一般的機械加工方法進行加工。近年來，超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）的加工技術(shù)得到了迅速發(fā)展，通過對普通加工設(shè)備的改造，已使超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）由最初的壓制-燒結(jié)成型發(fā)展為擠出、吹塑和注射成型以及其它特殊方法的成型。2.1　一般加工技術(shù)　　(1)壓制燒結(jié)　　壓制燒結(jié)是超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）最原始的加工方法。此法生產(chǎn)效率頗低，易發(fā)生氧化和降解。為了提高生產(chǎn)效率，可采用直接電加熱法〔1〕；另外，Werner和Pfleiderer公司開發(fā)了一種超高速熔結(jié)加工法〔2〕，采用葉片式混合機，葉片旋轉(zhuǎn)的最大速度可達150m/s，使物料僅在幾秒內(nèi)就可升至加工溫度?！　?2)擠出成型　　擠出成型設(shè)備主要有柱塞擠出機、單螺桿擠出機和雙螺桿擠出機。雙螺桿擠出多采用同向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機?！　?0年代大都采用柱塞式擠出機，70年代中期，日、美、西德等先后開發(fā)了單螺桿擠出工藝。日本三井石油化學公司最早于1974年取得了圓棒擠出技術(shù)的成功。我國于1994年底研制出Φ45型超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）專用單螺桿擠出機，并于1997年取得了Φ65型單螺桿擠出管材工業(yè)化生產(chǎn)線的成功?！　?3)注塑成型　　日本三井石油化工公司于1974年開發(fā)了注塑成型工藝，并于1976年實現(xiàn)了商業(yè)化，之后又開發(fā)了往復式螺桿注塑成型技術(shù)。1985年美國Hoechst公司也實現(xiàn)了超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）的螺桿注塑成型工藝。我國1983年對國產(chǎn)XS-ZY-125A型注射機進行了改造，成功地注射出啤酒罐裝生產(chǎn)線用超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）托輪、水泵用軸套，1985年又成功地注射出醫(yī)用人工關(guān)節(jié)等?！　?4)吹塑成型　　超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）加工時，當物料從口模擠出后，因彈性恢復而產(chǎn)生一定的回縮，并且?guī)缀醪话l(fā)生下垂現(xiàn)象，故為中空容器，特別是大型容器，如油箱、大桶的吹塑創(chuàng)造了有利的條件。超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）吹塑成型還可導致縱橫方向強度均衡的高性能薄膜，從而解決了HDPE薄膜長期以來存在的縱橫方向強度不一致，容易造成縱向破壞的問題。2.2　特殊加工技術(shù)　　2.2.1　凍膠紡絲　　以凍膠紡絲—超拉伸技術(shù)制備高強度、高模量聚乙烯纖維是70年代末出現(xiàn)的一種新穎紡絲方法。荷蘭DSM公司最早于1979年申請專利，隨后美國Allied公司、日本與荷蘭聯(lián)合建立的Toyobo-DSM公司、日本Mitsui公司都實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。中國紡織大學化纖所從1985年開始該項目的研究，逐步形成了自己的技術(shù)，制得了高性能的超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）纖維〔3〕。　　超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）凍膠紡絲過程簡述如下：溶解超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）于適當?shù)娜軇┲?，制成半稀溶液，?jīng)噴絲孔擠出，然后以空氣或水驟冷紡絲溶液，將其凝固成凍膠原絲。在凍膠原絲中，幾乎所有的溶劑被包含其中，因此超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）大分子鏈的解纏狀態(tài)被很好地保持下來，而且溶液溫度的下降，導致凍膠體中超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）折疊鏈片晶的形成。這樣，通過超倍熱拉伸凍膠原絲可使大分子鏈充分取向和高度結(jié)晶，進而使呈折疊鏈的大分子轉(zhuǎn)變?yōu)樯熘辨?，從而制得高強度、高模量纖維?！　〕叻肿恿烤垡蚁║HMW-PE）纖維是當今世界上第三代特種纖維，強度高達30.8cN/dtex,比強度是化纖中最高的，又具有較好的耐磨、耐沖擊、耐腐蝕、耐光等優(yōu)良性能。它可直接制成繩索、纜繩、漁網(wǎng)和各種織物：防彈背心和衣服、防切割手套等，其中防彈衣的防彈效果優(yōu)于芳綸。國際上已將超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）纖維織成不同纖度的繩索，取代了傳統(tǒng)的鋼纜繩和合成纖維繩等。超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）纖維的復合材料在軍事上已用作裝甲兵器的殼體、雷達的防護外殼罩、頭盔等；體育用品上已制成弓弦、雪橇和滑水板等。(一)(二)(三)(四)(五)