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超高分子聚乙烯的发展史

超高分子量聚乙烯(Ultra-High Molecular Weight Polyethylene)的发展史和聚乙烯的发展史是密不可分的。聚乙烯是目前塑料工业中产量最大的品种,最早出现的是高压法生成的低密度(0.910-0.925)聚乙烯,以后又出现了低压法和中压法生产的高密度(0.941-0.965)聚乙烯。1933年英国帝国化学公司首先发现在100—300Mpa的高压下,乙烯能够聚合成白色蜡状固体,即聚乙烯,1937年获得了高压聚乙烯技术专利,1939年开始工业化生产。

在第二次世界大战期间,由于军事上需要,聚乙烯产量猛增,世界各国竞相发展高压聚乙烯。1953年德国K.Ziogler发现,用特殊的有机金属化合物催化剂,可使乙烯在低温,低压下聚合而获得高密度聚乙烯。到1957年,德国和美国都采用低压法进行工业化生产,根据生产工艺条件,催化剂等不同,采用低压法也可获得相对分子质量在100万以上的超高分子量聚乙烯。

超高分子量聚乙烯是在发明了低压法聚合高密度聚乙烯才出现的,最早由德国赫斯特(Hoechst)公司于1958年开发研制成功,并实现工业化生产,型号为GUR,VP9255等,其后美国赫尔克勒斯(Hercules)公司(生产的产品规格为FIFAX-1900),日本三井石油化学工业株式会社,荷兰DSM公司等相继实现较大规模的工业化生产,目前这几家公司是世界上超高分子量聚乙烯原料的主要生产商。现在世界上最大的超高分子量聚乙烯原料生产厂商是德国赫斯特集团的迪科纳(Ticona)公司,年产4万吨,排名第二是美国蒙特尔公司,年产1.6万吨,排名第三位是我国的北京助剂二厂(年生产能力高达1.8万吨),其后是日本三井和荷兰DSM塑料工程公司。美国,德国和日本既是生产大国也是消费大国,仅这三个国家的消费就占了世界总产量的90%。此外,生产超高分子量聚乙烯原料的国家还有:美国.法国,比利时和印度。

超高分子量聚乙烯一般是指相对分子质量在150万以上的聚乙烯,日本,德国生产的超高分子量聚乙烯相对质量早已达到600万以上,目前德国现已高达1000万。超高分子量聚乙烯是一种新型工程塑料,虽然他的分子结构排列与普通聚乙烯完全相同,但由于它具有非常高的相对分子质量(普通聚乙烯的相对分子量质量仅为2万-30万),则赋予他许多普通聚乙烯所没有的优异性能,是一种性能非常优异的新型工程塑料。它具有以下优点:

  (1) 超高分子量聚乙烯耐磨损性能非常卓越,砂浆磨损试验表明,比一般碳钢和铜等金属要耐磨

       数倍、比尼龙耐磨4 倍;

  (2) 超高分子量聚乙烯冲击强度极高,比PA6和PP大10倍;

(3) 超高分子量聚乙烯能吸收震动冲击和防噪声;

(4) 超高分子量聚乙烯摩擦系数很低,滑动时有极优良的抗粘着特性;

(5) 超高分子量聚乙烯不易粘附异物,滑动时有极优良的抗粘着特性;

(6) 超高分子量聚乙烯耐化学腐蚀,并屏蔽原子辐射;

(7) 超高分子量聚乙烯工作温度范围可自-265℃到+100℃,低温到-195℃时,仍能保持很好的

       韧性和强度,不致脆裂;

(8) 超高分子量聚乙烯无毒性、无污染、可再循环回收利用,和其他塑料相比有良好的热稳定性

        和不吸水性,能保持尺寸精确不变形;

(9) 成本低廉。

 因此在工程塑料中超高分子量聚乙烯是综合心梗最佳的工程塑料,他在国外被称为“惊异塑料”,我国国家经委已把超高分子量聚乙烯管材列为“十五”期间重点推光应用项目。但它也有很不足之处,如耐温性能差、硬度低、拉伸强度低以及阻燃性能差等。