UHMWPE板極高的分子量(HDPE的分子量通常只有2~30萬)賦予其優(yōu)異的使用性能,而且屬于價格適中、性能優(yōu)良的熱塑性工程塑料,它幾乎集中了各種塑料的優(yōu)點,具有普通聚乙烯和其它工程塑料無可比擬的耐磨、耐沖擊、自潤滑、耐腐蝕、吸收沖擊能、耐低溫、衛(wèi)生無毒、不易粘附、不易吸水、密度較小等綜合性能。事實上,目前還沒有一種單純的高分子材料兼有如此眾多的優(yōu)異性能。
UHMWPE板的耐磨性居塑料之冠,并超過某些金屬,圖1為UHMWPE與其它材料耐磨性比較。從圖1可以看出,與其它工程塑料相比,UHMWPE的沙漿磨耗指數(shù)僅是PA66的1/5,HEPE和PVC的1/10;與金屬相比,是碳鋼的1/7,黃銅的1/27。這樣高的耐磨性,以致于用一般塑料磨耗實驗法難以測試其耐磨程度,因而專門設計了一種沙漿磨耗測試裝置。UHMWPE耐磨性與分子量成正比,分子量越高,其耐磨性越好。
UHMWPE板的沖擊強度,在所有工程塑料中名列前茅,圖2為UHMWPE與其他工程塑料沖擊強度比較,從圖2中可以看出,UHMWPE的沖擊強度約為耐沖擊PC的2倍,ABS的5倍,POM和PBTP的10余倍。耐沖擊性如此之高,以致于采用通常沖擊試驗方法難以使其斷裂破壞。其沖擊強度隨分子量的增大而提高,在分子量為150萬時達到大值,然后隨分子量的繼續(xù)升高而逐漸下降。值得指出的是,它在液氮中(-195℃)也能保持優(yōu)異的沖擊強度,這一特性是其它塑料所沒有的。此外,它在反復沖擊表面硬度更高。
UHMWPE板有極低的摩擦因數(shù)(0.05~0.11),故自潤滑性優(yōu)異。表1為UHMWPE與其他工程塑料摩擦因數(shù)比較。從表1可以看出,UHMWPE的動嗎擦因數(shù)在水潤滑條件下是PA66和POM的1/2,在無潤滑條件下僅次于塑料中自潤滑性好的聚四氟乙烯(PTFE);當它以滑動或轉(zhuǎn)動形式工作時,比鋼和黃銅加潤滑油后的潤滑性還要好。因此,在摩擦學領域UHMWPE被譽為成本/性能非常理想的摩擦材料。
名稱 |
摩擦系數(shù) |
|
|
自潤滑 |
水潤滑 |
油潤滑 |
|
UHMWPE |
0.10~0.22 |
0.05~0.10 |
0.05~0.08 |
PTFE |
0.04~0.25 |
0.04~0.08 |
0.04~0.05 |
PA66 |
0.15~0.40 |
0.14~0.19 |
0.06~0.11 |
POM |
0.15~0.35 |
0.10~0.20 |
0.05~0.10 |
表1 UHMWPE與其它工程塑料摩擦因數(shù)比較
UHMWPE板具有優(yōu)良的耐化學藥品性,除強氧化性酸液外,在一定溫度和濃度范圍內(nèi)能耐各種腐蝕性介質(zhì)(酸、堿、鹽)及有機介質(zhì)(荼溶劑除外)。
其在20℃和80℃的80種有機溶劑中浸漬30d,外表無任何反常現(xiàn)象,其它物理性能也幾乎沒有變化。
UHMWPE板具有優(yōu)異的沖擊能吸收性,沖擊能吸收值在所有塑料中高,因而噪聲阻尼性能很好,具有優(yōu)良的削音效果。
UHMWPE板具有優(yōu)異的耐低溫性,在液氦溫度(-269℃)下仍具有延展性,因而能夠用作核工業(yè)的耐低溫部件。