岳曉嵐，孫 霞（貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)中心實驗室，貴州貴陽 550018）

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聚乙烯納米材料發(fā)展現(xiàn)狀及前景

岳曉嵐，孫 霞
（貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)中心實驗室，貴州貴陽 550018）

摘 要：聚乙烯納米材料又被稱為超高分子量聚乙烯（UHMWPE），主要是因為納米材料的結(jié)構(gòu)單元非常小，僅在1-100nm之間，將聚乙烯與納米材料進行融合就得到了超高分子量聚乙烯。作為一種綜合性能良好的熱塑性工程塑料，聚乙烯納米材料的應(yīng)用范圍非常廣泛。文章主要從聚乙烯納米材料的性能出發(fā)，分析它應(yīng)用聚乙烯納米材料的必要性，探討聚乙烯納米材料的一般技術(shù)和發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：聚乙烯納米材料；性能；一般技術(shù)；發(fā)展現(xiàn)狀；前景

聚乙烯納米材料又被稱為超高分子量聚乙烯（UHMWPE），超高分子量聚乙烯發(fā)展迅猛，無論是UHMWPE的增長率還是需求量都在社會經(jīng)濟的發(fā)展程度不斷增大。與其他工程塑料不一樣，超高分子量聚乙烯具有非常良好的耐沖擊、耐磨損、自潤滑性以及耐化學腐蝕的性能，可以應(yīng)用于各種工程環(huán)境，這種工程塑料的出現(xiàn)對進一步提高工程質(zhì)量奠定了堅實的基礎(chǔ)。超高分子量聚乙烯被廣泛的應(yīng)用于各個領(lǐng)域，如機械、紡織、礦業(yè)、化工以及運輸?shù)阮I(lǐng)域，為這些領(lǐng)域的進一步發(fā)展提供了充分的保障。除此之外，超高分子量聚乙烯還具有非常良好的地理惰性，所以又將它作為心臟瓣膜和矯形外殼零件等被廣泛應(yīng)用于臨床醫(yī)學上，有效突破臨床醫(yī)學傳統(tǒng)限制，對提升我國臨床醫(yī)學水平作出了巨大的貢獻。因此，當前化工研究工作中，必須對聚乙烯分子量進行深入的探討和研究。

1 超高分子量聚乙烯的性能及發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 性能

1.1.1 耐沖擊

超高分子量聚乙烯具有非常優(yōu)異的耐沖擊性能，沖擊試驗證明，采用普遍使用的沖擊試驗方法無法使其遭到破壞。尤其是它的強度可以隨著分子量的增大而提高，當分子量達到最大值的時候，它又會隨著分子量的繼續(xù)升高而下降。除此之外，超高分子量聚乙烯材料的反復(fù)沖擊面非常高。

1.1.2 耐磨損

聚乙烯納米材料的耐磨性甚至可以超過一些金屬，充分說明了它具有非常強的耐磨性，而且這種材料的耐磨性與分子量是成正比的關(guān)系，分子量越大，它的耐磨性就越好。

1.1.3 自潤滑性

由于超高分子量聚乙烯極低的摩擦因數(shù)，使得它的自潤滑性非常好，當它的工作形式為滑動或轉(zhuǎn)動的時候，它的自潤滑性比鋼和黃銅還要好。

1.1.4 耐化學腐蝕

除強氧化酸液外，超高分子量聚乙烯材料在一定溫度和濃度范圍內(nèi)可以不被任何腐蝕性介質(zhì)侵害，這也充分說明了這種材料具有良好的耐化學腐蝕性能。

1.2 發(fā)展現(xiàn)狀

由聚乙烯納米材料的良好性能可以看出，這種材料可以廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，統(tǒng)計表明，它不僅可以用于機械、紡織、礦業(yè)、化工以及運輸?shù)阮I(lǐng)域，也可以作為心臟瓣膜和矯形外殼零件等被廣泛應(yīng)用于臨床醫(yī)學上。聚乙烯納米材料最早是由美國某一公司進行的工業(yè)化生產(chǎn)，之后德國、美國以及日本一些石油化學公司也進入了工業(yè)化生產(chǎn)的階段。我國關(guān)于聚乙烯納米材料的工業(yè)化生產(chǎn)從1964年開始，隨著我國科學技術(shù)的不斷進步和發(fā)展，使得聚乙烯納米材料的分子量越來越高，性能也越來越好。聚乙烯納米材料的良好性能使其廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，我國對于聚乙烯納米材料的生產(chǎn)年平均增長率在30%以上，年需求量更是隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展而擴大。但是，聚乙烯納米材料在應(yīng)用中也存在一些缺陷，主要是與其他工程塑料相比，聚乙烯納米材料的耐熱性、剛度以及硬度偏低，再加上它的分子量比較大，熔融粘連度高，進一步加大了聚乙烯納米材料的加工難度。因此，在聚乙烯納米材料廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域的同時，為了完全發(fā)揮出聚乙烯納米材料的優(yōu)勢，利用聚乙烯納米材料為各個領(lǐng)域進一步發(fā)展提供充分的保障，就必須針對聚乙烯納米材料存在的一些問題，進行深入的探討和研究，從而找出科學、有效的解決方法，盡量減小聚乙烯納米材料的加工難度，實現(xiàn)聚乙烯納米材料廣泛應(yīng)用的重要意義。

2 聚乙烯納米材料的一般加工技術(shù)及發(fā)展前景

2.1 聚乙烯納米材料的一般加工技術(shù)

通過長期的經(jīng)驗總結(jié)，目前普遍使用的聚乙烯納米材料的加工技術(shù)主要包括壓制燒結(jié)、擠出成型、注塑成型以及吹塑成型，而應(yīng)用一些特殊的加工技術(shù)一般為凍膠紡絲、注塑等技術(shù)。本文主要對聚乙烯納米材料的一般生產(chǎn)技術(shù)進行討論：

2.1.1 壓制燒結(jié)

壓制燒結(jié)是一種比較原始的聚乙烯納米材料加工技術(shù)，這種方法在過去很長一段時間內(nèi)發(fā)揮著極為重要的作用，但是這種加工技術(shù)的生產(chǎn)效率比較低，而且在加工過程中容易

出現(xiàn)氧化和降解的情況，對于聚乙烯納米材料的加工會形成極為不利的影響作用。隨著科學技術(shù)的進步和完善，為了提高聚乙烯納米材料的生產(chǎn)效率，石油化工公司開發(fā)出了新的超高度熔結(jié)加工方法，并采用了葉片式的混合機，有效提高了生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。

2.1.2 擠出成型

擠出成型加工需要應(yīng)用到一些設(shè)備，上世紀60年代聚乙烯納米材料加工中一般應(yīng)用的是柱塞式擠出機。隨后，隨著科學技術(shù)的不斷進步和發(fā)展，對擠出成型加工設(shè)備也進行了優(yōu)化和創(chuàng)新，為提高聚乙烯納米材料生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量奠定了堅實的基礎(chǔ)。

2.1.3 吹塑成型

由于在聚乙烯納米材料加工過程中，物料從模擠出之后容易因為彈性產(chǎn)生一定的回縮，容易造成一定的破壞問題，為了解決這個問題，逐漸開發(fā)出吹塑成型的加工技術(shù)。除此之外，注塑成型則是日本某石油化工公司研發(fā)出的加工技術(shù)，這種加工技術(shù)具有一定的優(yōu)勢，在聚乙烯納米材料加工中的應(yīng)用也發(fā)揮著極為重要的作用。2.2 聚乙烯納米材料的發(fā)展前景

通過聚乙烯納米材料的加工技術(shù)可以看出，石油化工公司為了提高聚乙烯納米材料的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量，一直致力于研究加工技術(shù)，研究和開出了多種加工技術(shù)，將這些加工技術(shù)合理應(yīng)用于聚乙烯納米材料生產(chǎn)中，有效提高了生產(chǎn)效率。從聚乙烯納米材料年增長率和年需求率可以看出，這種綜合性能良好的熱塑性工程塑料在各個領(lǐng)域的應(yīng)用具有十分重要的意義，其未來的發(fā)展前景和需要進一步深挖的潛力非常大。因此，必須不斷對聚乙烯納米材料的加工技術(shù)進行深入的研究，實現(xiàn)加工技術(shù)優(yōu)化和創(chuàng)新的重要目標。

3 結(jié)束語

綜上所述，隨著科學技術(shù)的不斷進步，對聚乙烯納米材料的不斷優(yōu)化，使得這種工程塑料的性能越來越突出，與其他工程塑料不一樣，超高分子量聚乙烯具有非常良好的耐沖擊、耐磨損、自潤滑性以及耐化學腐蝕的性能，可以應(yīng)用于各種工程環(huán)境，對各個領(lǐng)域的進一步發(fā)展具有十分重要的意義。

參考文獻

［1］ 楊曉云.試述聚乙烯納米材料發(fā)展現(xiàn)狀及前景［J］.化工管理，2014，（35）：48.

Polyethylene Nanometer Materials Development Present Situation and Prospects

Yue Xiao-lan，Sun Xia

Abstract：Polyethylene nanomaterials is also known as ultra-high molecular weight polyethylene（UHMWPE），mainly because the structure unit of nanometer materials is very small，only between 1-100 nm，polyethylene and nanometer materials to get the ultrahigh molecular weight polyethylene.As a kind of good comprehensive properties of thermoplastic engineering plastic，Polyethylene nano material has a very wide range of application scope.This article mainly embarks from the polyethylene performance of nanomaterials，analysis the necessity of application of polyethylene nanomaterials，it discusses polyethylene general technology and development prospect of nanometer materials.

Key words：polyethylene nano materials；Performance；General technology；Current situation of the development；prospects

中圖分類號：TB383.1

文獻標志碼：B

文章編號：1003–6490（2016）02–0069–02

收稿日期：2016–02-01

作者簡介：岳曉嵐（1983—）女，四川蓬溪人，工程師，主要從事實驗測試工作。