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商品名稱：超高分子量聚乙烯
中江聚合物有限公司是超高分子量聚乙烯制品供應(yīng)商，在UPE工業(yè)界中，擁有最齊全的UHMW-PE產(chǎn)品品級(jí)。中江聚合物的特殊品級(jí)，可以用來成型多孔和過濾產(chǎn)品，也可以作為用于油漆，涂料或集體材料改性的添加劑。
UHMW-PE(超高分子量聚乙烯)概述：
UHMW-PE是英文Ultra High Molecular Weight Polyethylene（超高分子量聚乙烯）的縮寫。這是現(xiàn)有的最優(yōu)質(zhì)的可應(yīng)用于惡劣工作環(huán)境及多種用途的聚乙烯。在許多高難度的應(yīng)用條件下適用性非常好。
PE分為三類：
1、低密度PE、中密度PE、高密度PE
低密度聚乙烯（小于0.930克/立方厘米/小于0.0334磅/立方英寸）
中密度聚乙烯（介于0.930與0.940克/立方厘米之間/介于0.0334與0.0338立方英寸之間）
高密度聚乙烯（大于0.940克/立方厘米/大于0.0338磅/立方英寸。分子量約為100，000）
2、高分子量PE
高密度分子量聚乙烯（分子量大于200，000小于500，000）。這種產(chǎn)品是由兩種使用催化劑的方法制造而成的：一種是齊格勒方法，這種方法中使用鈦催化劑；另一種是菲利普斯方法，這種方法使用鉻氧催化劑。這兩種方法的技術(shù)包括：在不同的壓力下進(jìn)行懸浮、溶解、氣相和凝聚，在這些條件下，乙烯基分子通過陰離子聚合形成線狀大分子。
3、超高分子力量PE
超高分子量聚乙烯（密度大于0.940克/立方厘米，即大于0.0338磅/立方英寸，分子量大于1,500，000）。
引言：
分子量在20萬以下的聚乙烯是目前產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣的塑料品種之一。其中，LDPE、HDPE以及被稱為第三代聚乙烯的LLDPE等均屬于熱塑性塑料。分子量在150萬以上的聚乙烯，稱之為“超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）”。唯有分子量高達(dá)150萬以上的超高分子量聚乙烯（UHMW-PE），因其優(yōu)異的物理性能被作為工程塑料廣泛應(yīng)用。
超高分子量是這種聚合物于眾不同的特質(zhì)，其具有3百萬至1千萬的分子量，而高密度聚乙烯樹脂只有30萬至50萬。這種差別是保證超高分子量聚乙烯具備足夠的強(qiáng)度，以達(dá)到其他低等聚合產(chǎn)品所不可能具備的耐磨損和抗沖擊能力。
超高分子量聚乙烯采用齊格勒型高效催化劑低壓合成法，由乙烯、丁二烯單體在催化劑的作用下，聚合而成的粘均分子量大于150萬氧單位的熱塑性工程塑料。加工過程要求特別高的純凈度，乙烯單體雜質(zhì)控制在百萬分之幾。產(chǎn)品是一種白色粉末，一般為20-80目，該聚合物通過溶液粘度的方法來檢測(cè)，據(jù)此計(jì)算特性粘度（IV）和分子量（MW）.UHMW-PE按ASTM定義其重均分子量（MW）。通常，UHMW-PE料不加添加劑，并可不需穩(wěn)定劑進(jìn)行燒結(jié)和鍛制。在加工條件下，包含在392F溫度下保壓若于小時(shí)和0.5噸/平方英寸或更高的壓力條件下，可固化成塊狀、板材或簡(jiǎn)單擠塑。
這種聚合物自問世以來，由于其多種優(yōu)異性能，而受到廣泛的關(guān)注。但是由于特殊的難加工性，限制了它的開發(fā)應(yīng)用。直到七十年代末，發(fā)達(dá)國(guó)家的研究機(jī)構(gòu)和大公司開始實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，世界上最早實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的美國(guó)Allied Chemical 公司，此后的德國(guó)Hoechst公司、美國(guó)Hercules公司、日本三井石油化學(xué)公司等也投入工業(yè)化生產(chǎn)。從而揭開了超高分子量聚乙烯大規(guī)模應(yīng)用的序幕。隨著各國(guó)不斷加大研究力度，逐步發(fā)展出了燒結(jié)、柱塞擠出、螺桿擠出以及注塑等成型方法，為大規(guī)模應(yīng)用超高分子量聚乙烯奠定了基礎(chǔ)。
我國(guó)于1964年最早研制成功并投入工業(yè)生產(chǎn)。限于當(dāng)時(shí)條件，產(chǎn)物分子量約150萬左右，隨著工藝技術(shù)的進(jìn)步，目前產(chǎn)品分子量可達(dá)150萬-600萬。80年代以前，世界平均年增長(zhǎng)率為8.5%，進(jìn)入80年代以后，增長(zhǎng)率高達(dá)15%-20%。而我國(guó)平均年增長(zhǎng)率在30%以上，是我國(guó)“九五”計(jì)劃《優(yōu)先發(fā)展的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化重點(diǎn)領(lǐng)域指南》的推廣項(xiàng)目。
UHMW-PE極高的分子量賦予其超乎尋常的使用性能，它幾乎集中了各種塑料的優(yōu)點(diǎn)，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(rùn)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(shí)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。
超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）作為唯一的新型熱塑性工程塑料，集多種優(yōu)異性能于一身：
耐磨性：
在目前所有工程塑料中，UHMW-PE的耐磨性最好，最引人注目，甚至超過許多金屬材料（如碳鋼、不銹鋼、青銅等）。UHMW-PE的耐磨性比尼龍（PA）66和聚四氟乙烯（PTFE）高4倍，比碳鋼高7倍，比鋼管輸送效率提高20%。UHMW-PE管，在強(qiáng)腐蝕和高磨損條件下使用壽命是鋼管的4-6倍，而且提高輸送效率20%，充分展現(xiàn)了“節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、高效” 的優(yōu)越性。
圖1為UHMW-PE與其它材料耐磨性比較，如此高的耐磨性以至于難以用一般的塑料磨耗實(shí)驗(yàn)法測(cè)試其耐磨程度，因而采用砂漿磨耗測(cè)試裝置。UHMW-PE的耐磨性與分子量成正比，分子量越高其耐磨性越好，與過氧化物的適當(dāng)交聯(lián)可用以增強(qiáng)耐磨性。
耐沖擊性：
UHMW-PE耐沖擊性居塑料之首，沖擊強(qiáng)度在所有工程塑料中名利前茅。無論是外力強(qiáng)沖擊，還是內(nèi)部壓力波動(dòng)，都難以使其開裂。它的耐沖擊性是尼龍66的10倍，聚氯乙烯的20倍，聚四氟乙烯的8倍，ABS的5倍，PC的2倍，且能在液氮溫度（-196℃）下保持高韌性，特別是在低溫環(huán)境，其沖擊強(qiáng)度反而達(dá)到最高值。圖2表示為與其它工程塑料沖擊強(qiáng)度比較，從圖2可看出的耐沖擊性如此之高，以至于采用通常沖擊試驗(yàn)方法難以使其斷裂破壞，其沖擊強(qiáng)度隨分子量的升高而提高，在分子量為150萬時(shí)達(dá)到最大值，然后隨分子量的繼續(xù)升高而逐漸下降。此外，它在反復(fù)沖擊后表面硬度更高。
抗老化性：
性能穩(wěn)定，抗老化性好，地面、地下埋沒均可，50年不老化。按ASTM方法（負(fù)荷4.6kg/cm2）,熱變形溫度為85℃，使用溫度可達(dá)90℃，特殊情況下，允許在更高的溫度下使用。UHMW-PE是一種韌性極好的材料，它的耐低溫性能也非常優(yōu)異，在-269℃低溫下，仍具有一定的延展性，而沒有脆裂跡象。但線膨脹系數(shù)較大，導(dǎo)熱性很差，所以在設(shè)計(jì)制品中，要給予充分注意?？棺贤饩€性或延長(zhǎng)耐高溫性可通過添加UV穩(wěn)定劑或抗氧劑實(shí)現(xiàn)。
電性能：
體積電阻大，達(dá)1017-18SL-CM,（>1E12ohm），擊穿電壓達(dá)50KV/MM,介電常數(shù)為2.3。在較寬的溫度及頻率范圍內(nèi)，適宜用作電氣工程的結(jié)構(gòu)材料。
自潤(rùn)滑性：
有極低的摩擦系數(shù)（0.05-0.11）故自潤(rùn)滑性優(yōu)異，從表可以看出的動(dòng)摩擦系數(shù)在水潤(rùn)滑條件下是PA66和POM的1/2，在無潤(rùn)滑條件下僅次于自潤(rùn)滑最好的聚四氟乙烯（PTFE）當(dāng)它以滑動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)形式工作時(shí)，比鋼和黃銅添加潤(rùn)滑劑的潤(rùn)滑性還要好，因此在摩擦學(xué)領(lǐng)域被譽(yù)為成本性能非常理想的摩擦材料。
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名稱 |
動(dòng)摩擦因數(shù)
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UHMW-PE
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0.10～0.22
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0.05～0.10
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0.05～0.08
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PTFE
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0.04～0.25
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0.04～0.08
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0.04～0.05
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PA66
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0.15～0.40
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0.14～0.19
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0.06～0.11
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POM
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0.15～0.35
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0.10～0.20
|
0.05～0.10
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自潤(rùn)滑
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水潤(rùn)滑
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油潤(rùn)滑
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材料
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UHMW-PE
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PTFE
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PA55
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ABS
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PC
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摩擦系數(shù)
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0.05-0.11
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0.04-0.1
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0.37
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0.38
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0.36
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材料
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橡皮-固體
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石墨-石墨
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玻璃-玻璃
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鋼-鋼
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玻璃-金屬
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摩擦系數(shù)
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1～4
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0.1
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0.9～1
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0.58
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0.5～0.7
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耐化學(xué)藥品性：
具有優(yōu)良的耐化學(xué)藥品性，除強(qiáng)氧化性酸液外，在一定溫度下和深度范圍內(nèi)能耐各種腐蝕性介質(zhì)（如：酸、堿、鹽）及有機(jī)介質(zhì)（荼溶劑除外），在80℃的濃鹽酸、75%的濃硫酸、20%的硝酸中性能穩(wěn)定。在其它20℃和80℃的80種有機(jī)溶劑中浸漬30天，外表無任何反?，F(xiàn)象，其它物理性能也幾乎沒有變化。
沖擊能吸收性:
UHMW-PE具有優(yōu)異的沖擊能吸收性，沖擊能吸收值在所有的塑料中最高，因而噪聲阻尼性很好，具有優(yōu)良的消音效果。
耐低溫：
UHMW-PE具有優(yōu)異的耐低溫性能，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。值得指出的是，它在液氮中（-196℃）也能保持優(yōu)異的沖擊強(qiáng)度，這一特性是其它塑料所沒有的。
衛(wèi)生無毒性：
UHMW-PE衛(wèi)生無毒。在食品加工工業(yè)，UHMW的自潤(rùn)滑性、易凈化、低氣味、味道傳遞性和耐沸水性得到利用。完全符合日本衛(wèi)生協(xié)會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)，并得到美國(guó)食品及藥物行政管理局和美國(guó)農(nóng)業(yè)部認(rèn)可，已符合FDA和USDA要求?？捎糜诮佑|食品和藥物，可替代昂貴的不銹鋼材料。
不粘性：
UHMW-PE表面吸附力非常微弱，其抗粘附能力僅次于塑料中不粘性最好的PTFE，因而制品表面與其它材料不易粘附。
憎水性：
UHMW-PE吸水率很低，一般小于0.01%，為PA66的1%，因而成型加工前不必干燥，制品在潮濕環(huán)境中不會(huì)因吸濕而發(fā)生尺寸變化。
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材料
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UHMW-PE
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PA66
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PC
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POM
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ABS
|
PTFE
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吸水率
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＜0.01
|
1.5
|
0.15
|
0.25
|
0.20-0.45
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＜0.01
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密度
UHMW-PE比其它工程塑料的密度都低，因而其制品非常的輕便。
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名稱
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PTFE
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POM
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PBTP
|
PC
|
PA
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UHMW-PE
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相對(duì)密度
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2.12
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1.41
|
1.31
|
1.20
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1.02-1.14
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0.94
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UHMW-PE 密度比
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56
|
33
|
30
|
22
|
8.18
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其它性能
UHMW-PE具有比HDPE更優(yōu)良的耐環(huán)境應(yīng)力裂性，更好的耐疲勞性及耐輻射性能力。
不足之處：
與其它工程塑料相比，UHMW-PE耐熱性能和硬度偏低，但可以通過“填充”和“交聯(lián)”等改善。
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行業(yè)
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主要性能
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應(yīng)用范圍
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食品機(jī)械
包裝機(jī)械
皮革機(jī)械
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食品衛(wèi)生、自潤(rùn)滑性、耐腐蝕性、消音性
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用本品無毒、耐沖擊、耐腐蝕、吸音性好、比重輕的特點(diǎn)，做食品機(jī)械的曲線軌、容器導(dǎo)向軌、行星輪，推進(jìn)螺桿、粉料粒料漏斗、各種醬餡成型器、蝸桿、墊圈、導(dǎo)軌、墊條、齒輪、輥筒、鏈輪、滑塊座、固定板、板帶式瓶子傳送帶鏈條底板、凸輪、肉聯(lián)廠面板、皮革機(jī)械、沖板等等。做灌裝線齒輪、鏈輪，既可以減少瓶子輸送時(shí)破裂，又可以降低噪音。
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建筑機(jī)械
農(nóng)業(yè)機(jī)械
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自潤(rùn)滑性、耐磨、耐沖擊性
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推土機(jī)推土板襯里、掘土機(jī)鏟頭內(nèi)襯、自卸卡車車廂內(nèi)襯、拖拉機(jī)犁刀內(nèi)襯、聯(lián)合收割機(jī)滑動(dòng)板。
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造紙機(jī)械
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耐磨、耐沖擊性
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箱罩密封、肘桿偏導(dǎo)輪、刮刀旋塞刮水板，吸水箱蓋板、接頭密封軸桿、過濾器、導(dǎo)流板、水翼輥道滾動(dòng)襯里、紙漿定型制模襯墊等。
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紡織機(jī)械
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耐沖擊性
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在紡織工業(yè)中，可用本品制作皮結(jié)、梭子、清棉機(jī)、蓋板手柄、閘刀、滾輪、聯(lián)結(jié)器、掃花桿、滾沖塊、減震器檔板連接器、齒輪、凸輪彈棉機(jī)零件、投梭器、打梭棒、偏心輪擺動(dòng)后梁、掃花桿、緩沖塊桿軸套等耐沖擊磨損件。
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化學(xué)工業(yè)
化學(xué)機(jī)械
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耐磨性、耐化學(xué)藥品性
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用本產(chǎn)品防腐性、耐磨性、潤(rùn)滑性、非附著性等制做耐酸泵、化學(xué)泵的推動(dòng)器，軸套、酸洗槽保護(hù)板，螺旋輸送設(shè)備的槽襯板、閥體、泵體、墊圈、填料、齒輪、螺栓、噴嘴、軸套、付動(dòng)機(jī)械、金屬篩網(wǎng)墊板、管道、法蘭、攪攔器時(shí)片、機(jī)械設(shè)備的護(hù)面層和襯里、真空模盒等。
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通用機(jī)械
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自潤(rùn)滑性、耐磨、耐沖擊性
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由于本品的耐磨、耐沖擊及自潤(rùn)滑等諸方面性能，在各類工程塑料中均居領(lǐng)先地位，且性能全面。因此，用它替代金屬或其它材料，制作各種機(jī)械和配件，可以實(shí)現(xiàn)改善性能，提高壽命，降低噪音的目的。如：齒輪、凸輪、葉輪、滑輪、軸瓦、軸套墊片、密封墊、彈性連軸節(jié)、滑動(dòng)導(dǎo)向板、拖輪等。
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體育用品
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自潤(rùn)滑性、耐磨、耐寒性
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本品可用作于制作滑冰地面、滑冰蕩場(chǎng)圍裙板、旱冰場(chǎng)地面、游樂園的滑梯、滑道、雪橇滑板、滑球、動(dòng)力雪橇、溜冰場(chǎng)鋪面、保護(hù)架、護(hù)板、保齡球道等。
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汽車、船舶、陶瓷工業(yè)
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自潤(rùn)滑性、耐磨、耐沖擊、不粘著性
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本產(chǎn)品可做各種裝載車鏟斗內(nèi)襯，運(yùn)粉煤灰、水泥車箱內(nèi)襯，清潔車箱內(nèi)襯，鏟斗輪挖掘機(jī)內(nèi)襯，隧道鉛床襯板，可制作汽車工業(yè)的傳送裝置、滑塊座、固定板、導(dǎo)軌，船舶工業(yè)船艙襯里、碼頭用防護(hù)板，陶瓷工業(yè)中的滾壓頭、濾泥板、車輪、拖板等。
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船舶
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護(hù)舷板
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本產(chǎn)品可做船艙的內(nèi)襯板，漏斗的襯板，挖泥船鏈斗的內(nèi)襯，可使貨船自卸系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，防止阻礙結(jié)拱，提高卸船速度30%以上，還可做船塢護(hù)舷、汽船底板，船尾管軸承等。超高分子量聚乙烯板的超級(jí)拱型橡膠護(hù)舷，它的結(jié)構(gòu)是在拱型橡膠護(hù)舷的頂部粘接規(guī)定厚度的超高分子量聚乙烯塑料板，它既可以克服DA-A型超級(jí)拱型橡膠護(hù)舷與船體鋼結(jié)構(gòu)之間摩擦系數(shù)較大的缺點(diǎn)，又可以簡(jiǎn)化DA-B型（帶有防沖板）的超級(jí)拱型橡膠護(hù)舷重量大成本高的設(shè)計(jì)。
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煤礦、礦山
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自潤(rùn)滑性、耐磨、不粘著性、抗沖擊
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本產(chǎn)品可做皮帶傳輸機(jī)的群圍、煤倉(cāng)襯板、螺旋傳輸設(shè)備保護(hù)邊和襯板、溜煤槽襯板、轉(zhuǎn)動(dòng)滾軸套筒，可制作車輪襯墊、鋼絲繩地輥、提升箕斗、罐耳、罐道梁、皮帶托輥、輸送機(jī)刮板、溜槽、噴漿機(jī)摩擦板等。
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電氣、陶瓷、造紙、發(fā)電、冶金
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耐低溫性、電絕緣性、超高模量纖維
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在電氣行業(yè)中，用本品制作磁性粉攪拌葉輪，電話組裝線上的傳感摯子，電梯導(dǎo)靴，自動(dòng)電梯的運(yùn)動(dòng)器件，盒式磁帶的襯板等，性能均優(yōu)于其他工程塑料。
在陶瓷工業(yè)中，做陶瓷滾壓頭，比用PTFE價(jià)格低約百分之八十，而壽命卻提高了三至六倍。亦可制做濾泥板等。
在造紙行業(yè)中，用本產(chǎn)品的非附著性、耐腐蝕、不吸水等特點(diǎn)可做吸水箱面板、原木輸送帶托滾、脫水工具、成型板、刮水板等。
在熱力發(fā)電行業(yè)中，本產(chǎn)品可做煤倉(cāng)內(nèi)襯、排粉煤管道及閥門，濃縮池軸軸套及葉片，高壓噴嘴等。
本品在冶金設(shè)備中做型鋼傳輸滾軸。做鋼板的傳輸滾軸，薄鋼成型滾軸，石灰石、石膏、金屬屑、硅砂、鑄砂、碳粉等漏斗襯板，碾磨機(jī)襯板等?？山档驮胍?、提高壽命，降低功耗。
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數(shù)據(jù)比較
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項(xiàng)
目
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試驗(yàn)方法ASTM
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單位
|
UHMW-PE
|
ABS
|
PA-66
|
PC
|
POM
|
PTFE
|
|
物理性能
|
密度
|
D1505
|
g/cm2
|
0.935
|
1.02
|
1.13
|
1.20
|
1.40
|
2.14
|
|
機(jī)械性能
|
斷裂強(qiáng)度
|
D638
|
N/cm2
|
2900
|
2450
|
6174
|
5488
|
6860
|
1372
|
|
斷裂伸長(zhǎng)率
|
D638
|
%
|
350
|
5～60
|
60
|
100
|
75
|
200
|
|
沖擊強(qiáng)度（缺口）
|
D256
|
KJ/cm2
|
195
|
160
|
60
|
710
|
80
|
160
|
|
硬度（洛氏）
|
D747
|
|
40
|
85
|
85
|
118
|
120
|
-
|
|
熱性能
|
熔點(diǎn)
|
D2117
|
℃
|
136
|
-
|
225
|
240
|
166
|
-
|
|
維卡軟化點(diǎn)
|
D1525
|
℃
|
134
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
|
熱變形溫度（0.46mpa)
|
D684
|
℃
|
85
|
96
|
182
|
132
|
170
|
121
|
|
膨脹系數(shù)
|
D696
|
10-4/c
|
1.5
|
0.95
|
0.8
|
0.66
|
0.81
|
1.0
|
|
電性能
|
體積電阻
|
D257
|
SL-CM
|
1017-18
|
1015-16
|
1014-15
|
1016
|
1015
|
＞1018
|
|
擊穿電壓
|
D149
|
kv/mm
|
50
|
14～20
|
15～19
|
16
|
15
|
20
|
|
介電常數(shù)
|
D150
|
|
2.3
|
2.4～3.8
|
3.4～3.6
|
2.96
|
3.7
|
＞2.1
|
|
介電損耗角正切值
|
D150
|
104
|
2～3
|
70
|
400
|
90
|
48
|
＜2
|
|
其它
|
吸水率
|
D570
|
%
|
＜0.01
|
0.2
|
1.5
|
0.15
|
0.25
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