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超高分子量聚乙烯的熔融缺陷问题和亚稳态加工

《超高分子量聚乙烯的熔融缺陷问题和亚稳态加工》是依托四川大学，由陈金耀担任项目负责人的青年科学基金项目。

超高分子量聚乙烯的熔融缺陷问题和亚稳态加工基本信息

中文名超高分子量聚乙烯的熔融缺陷问题和亚稳态加工
项目类别青年科学基金项目
项目负责人陈金耀
依托单位四川大学

超高分子量聚乙烯的熔融缺陷问题和亚稳态加工结题摘要

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)具有优异的生物相容性、化学稳定性，冲击强度及耐磨损性能高、摩擦系数低，广泛应用于人工关节、齿轮及耐磨管道等领域。但UHMWPE极长的分子链和缠结密度导致其熔体粘度高、分子链运动及自扩散缓慢，在加工过程中容易造成制品固结不完善，导致制品内部存有大量的熔融缺陷。为了解决这个问题，需要对超高分子量聚乙烯熔融缺陷的形成机理及熔融缺陷对制品性能影响有更深入的理解，并在加工过程中采取有效的手段来减少熔融缺陷的形成。本项目基于提高界面分子链段的扩散能力和增强颗粒界面分子链间的相互作用力可以减少制品中的熔融缺陷并提高UHMWPE的力学性能的假设，通过将UHMWPE与PW熔融共混、在温度窗口下加工UHMWPE和对UHMWPE粉末进行丙烯酸接枝改性三种方法，来达到改善UHMWPE制品中缺陷的目的。项目取得的主要研究结果如下： 1.少量PW的加入使得UHMWPE制品断面的熔融缺陷减少、密度增加，拉伸强度及拉伸断裂伸长率增加，摩擦磨损性能提高。低分子量PW的加入，可以提高UHMWPE制品的力学性能和摩擦磨损性能，改善UHMWPE制品的熔融缺陷。PW的加入使得UHMWPE分子链间缠结程度降低。结合对UHMWPE/PW共混物的力学分析，可以认为PW的加入使得UHMWPE分子链缠结程度的降低，其分子链运动及自扩散能力提高。在UHMWPE颗粒内部，由于UHMWPE链段运动活性提高，分子链穿越颗粒界面的时间相对缩短，颗粒间熔融界面减少，UHMWPE制品中的熔融缺陷得到改善，使得制品的力学性能和摩擦磨损性能提高。 2.采用水相接枝的方法，以过氧化二苯甲酰作为引发剂,在UHMWPE粉体上接枝聚丙烯酸（AA）。采用接触角、FTIR和化学滴定方法对接枝物（UHMWPE-g-AA）进行结构表征，结果表明AA确实接枝到了UHMWPE分子链上，但接枝率较低（0.2%），改性后的UHMWPE接枝率与AA含量呈正比。接枝后的UHMWPE分子间作用力变大；UHMWPE制品内部熔融缺陷通枝丙烯酸表面改性得到改善。表明提高UHMWPE颗粒间分子链段相互作用力，在一定程度上可以减少制品中的熔融缺陷，提高其力学性能。 3.采用高压毛细管流变仪加工超高分子量聚乙烯,研究发现在狭窄的加工温度范围内（168-174℃），UHMWPE熔体流动出现亚稳性现象，即挤出压力突降，熔体粘度出现极小值, 且熔体

超高分子量聚乙烯的熔融缺陷问题和亚稳态加工造价信息

市场价
信息价
询价

超高分子量聚乙烯棒

规格型号：
品种:硬聚氯乙烯棒;规格(mm):1000
价格行情：
材料单位：
kg
材料品牌：
中大
材料税率：
13%
供应商：
德州市友邦工程材料有限公司
报价时间：
2022-12-07

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超高分子量聚乙烯板材

规格型号：
2mm厚度δ(mm):2;品种:聚乙烯板;长×宽(mm):2000×1000;
价格行情：
材料单位：
kg
材料品牌：
誉泰
材料税率：
13%
供应商：
上海誉泰橡塑制品有限公司
报价时间：
2022-12-07

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高分子聚乙烯涤纶

规格型号：
说明:企标,规格:1.2mm
价格行情：
材料单位：
m2
材料品牌：
祥泰
材料税率：
13%
供应商：
山东祥泰防水材料有限公司
报价时间：
2022-12-07

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超高分子量聚乙烯管

规格型号：
Ф219*10
价格行情：
材料单位：
m
材料品牌：
材料税率：
13%
供应商：
莱钢集团东方管业公司(临沂)
报价时间：
2022-12-07

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超高分子量聚乙烯管

规格型号：
Ф245*10
价格行情：
材料单位：
m
材料品牌：
材料税率：
13%
供应商：
莱钢集团东方管业公司(临沂)
报价时间：
2022-12-07

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高分子合金聚乙烯缠绕管

规格型号：
SN6 DN300
价格行情：
材料单位：
m
材料税率：
地区时间：
湛江市2022年2季度信息价
所属行业：
建筑工程
备注说明：

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高分子合金聚乙烯缠绕管

规格型号：
SN6 DN400
价格行情：
材料单位：
m
材料税率：
地区时间：
湛江市2022年2季度信息价
所属行业：
建筑工程
备注说明：

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高分子合金聚乙烯缠绕管

规格型号：
SN8 DN600
价格行情：
材料单位：
m
材料税率：
地区时间：
湛江市2022年2季度信息价
所属行业：
建筑工程
备注说明：

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高分子合金聚乙烯缠绕管

规格型号：
SN8 DN400
价格行情：
材料单位：
m
材料税率：
地区时间：
湛江市2021年4季度信息价
所属行业：
建筑工程
备注说明：

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高分子合金聚乙烯缠绕管

规格型号：
SN6 DN300
价格行情：
材料单位：
m
材料税率：
地区时间：
湛江市2021年3季度信息价
所属行业：
建筑工程
备注说明：

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高分子量聚乙烯板

规格型号：
材质 PE 长度 6(m) 最大幅宽 2(m) 厚度3(mm)
需求量：
4892kg
报价数：
1
材料品牌：
材料档次：
中档
费用说明：
含税费 | 不含运费
询价时间：
2015-03-31

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超高分子聚乙烯网

规格型号：
网目50×50mm
需求量：
10000m²
报价数：
1
材料品牌：
材料档次：
中高档
费用说明：
含税费 | 含运费
询价时间：
2020-09-04

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超高分子量聚乙烯钢骨架塑料复合管

规格型号：
内径800mm
需求量：
1m
报价数：
1
材料品牌：
材料档次：
中高档
费用说明：
含税费 | 含运费
询价时间：
2014-06-30

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超高分子合金盖板

规格型号：
超高分子合金盖板(500×400×40)
需求量：
391.16m
报价数：
1
材料品牌：
材料档次：
中档
费用说明：
含税费 | 含运费
询价时间：
2022-04-25

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20厚高分子聚乙烯

规格型号：
20厚
需求量：
1m²
报价数：
1
材料品牌：
材料档次：
普通
费用说明：
不含税费 | 不含运费
询价时间：
2012-10-22

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超高分子量聚乙烯的熔融缺陷问题和亚稳态加工项目摘要

本项目旨在探索超高分子量聚乙烯制品中存在的熔融缺陷问题，分析影响超高分子量聚乙烯制品熔融缺陷形成的各种因素，揭示熔融缺陷形成的本质和规律。通过在链流动性高的亚稳态中间相状态下加工成型超高分子量聚乙烯，探索亚稳态相变在超高分子量聚乙烯成型加工中的应用，解决制品中存在的熔融缺陷问题，分析影响超高分子量聚乙烯相稳定性的因素和触发相变的条件。利用分子动力学模拟高分子链在各种状态下的结构和运动，从分子层次探讨分子链结构与亚稳性的统计规律，确立相变与加工工艺条件的关系并建立有效的调控手段，探明熔融缺陷与制品性能之间的关系，实现制品的性能优化，解决其作为人工关节耐磨性不足的问题。该项目的研究将为超高分子量聚乙烯的成型加工及其应用打下理论基础，具有重要的理论意义和应用前景。

超高分子量聚乙烯的熔融缺陷问题和亚稳态加工常见问题

超高分子量聚乙烯如何机械加工

四川高德特为你带来专业的生产加工介绍：由于超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）熔融状态的粘度高达108Pa*s，流动性极差，其熔体指数几乎为零，所以很难用一般的机械加工方法进行加工。通过加工技术的不断改...
超高分子量聚乙烯板和普通聚乙烯板的区别

首要的区别就是分子量不同，分子量不同各项产品的性能也就不同，分子量越高，性能越优越，价格也高
超高分子量聚乙烯板材的问题

超高分子量聚乙烯板是普遍通过压机经热烧热压工艺制得的一种性能优越的工程塑料板材,具有较高的耐磨性,很高的抗冲击强度,目前已经大规模的替代桥梁、公路和铁路工程支柱用的PTFE板材。

超高分子量聚乙烯的熔融缺陷问题和亚稳态加工文献

超高分子量聚乙烯UPE板材

超高分子量聚乙烯UPE板材

超高分子量聚乙烯UPE板材

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大小：61KB

页数： 6页

超高分子量聚乙烯的英文是： Ultra High Molecular Weight Polyethylene ，这是现有的最优质的可应用于恶劣工作环境及多种用途的聚乙烯。在许多高难度的应用条件下适用性非常好。超高分子量是这种聚合物与众不同的特质，其具有 300 至 600 万的分子量，而高密度聚乙烯树脂只有 30 万至 50 万。这种差别是保证超高分子量聚乙烯具备足够的强度，以达到其他低等聚合产品所不可能具备的耐磨损和抗冲击能力。超高分子量聚乙烯的超高分子量的含义是它不会融化并向液体一样流动，因而加工方法由粉末金属技术衍生。传统的塑料加工技术，比如注塑成型、吹塑和热定型，无法应用于超高分子量聚乙烯。挤压成型是应用于这种树脂最常见的加工工艺，这样生产出来的产品韧性更强。原料根据美国菲利普石油公司的划分方法，分子量在 150 万以上的聚乙烯称为 “超高分子

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超高分子量聚乙烯管

超高分子量聚乙烯管

超高分子量聚乙烯管

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大小：61KB

页数： 1页

超高分子量聚乙烯管是由乙烯、丁二烯单体在催化剂的作用下，聚合而成的平均分子量大于200万的热塑性工程塑料，超高分子量聚乙烯管具有耐冲击、耐低温、耐磨损、耐化学腐蚀、自身润滑、吸收冲击能。

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超高分子量聚乙烯成型加工

由于超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)熔融状态的粘度高达108Pa*s，流动性极差，其熔体指数几乎为零，所以很难用一般的机械加工方法进行加工。超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)的加工技术得到了迅速发展，通过对普通加工设备的改造，已使超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)由最初的压制-烧结成型发展为挤出、吹塑和注射成型以及其它特殊方法的成型。 一般 1.压制烧结 (1)压制烧结是超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)最原始的加工方法。此法生产效率颇低，易发生氧化和降解。为了提高生产效率，可采用直接电加热法 (2)超高速熔结加工法，采用叶片式混合机，叶片旋转的最大速度可达150m/s，使物料仅在几秒内就可升至加工温度。 2.挤出成型 挤出成型设备主要有柱塞挤出机、单螺杆挤出机和双螺杆挤出机。双螺杆挤出多采用同向旋转双螺杆挤出机。 60年代大都采用柱塞式挤出机，70年代中期，日、美、西德等先后开发了单螺杆挤出工艺。日本三井石油化学公司最早于1974年取得了圆棒挤出技术的成功。我国于1994年底研制出Φ45型超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)专用单螺杆挤出机，并于1997年取得了Φ65型单螺杆挤出管材工业化生产线的成功。 (3)注塑成型 日本三井石油化工公司于1974年开发了注塑成型工艺，并于1976年实现了商业化，之后又开发了往复式螺杆注塑成型技术。1985年美国Hoechst公司也实现了超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)的螺杆注塑成型工艺。我国1983年对国产XS-ZY-125A型注射机进行了改造，成功地注射出啤酒罐装生产线用超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)托轮、水泵用轴套，1985年又成功地注射出医用人工关节等。 (4)吹塑成型 超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)加工时，当物料从口模挤出后，因弹性恢复而产生一定的回缩，并且几乎不发生下垂现象，故为中空容器，特别是大型容器，如油箱、大桶的吹塑创造了有利的条件。超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)吹塑成型还可导致纵横方向强度均衡的高性能薄膜，从而解决了HDPE薄膜长期以来存在的纵横方向强度不一致，容易造成纵向破坏的问题。 特殊 1. 冻胶纺丝 (1)发展过程 以冻胶纺丝-超拉伸技术制备高强度、高模量聚乙烯纤维是70年代末出现的一种新颖纺丝方法。荷兰DSM公司最早于1979年申请专利，随后美国Allied公司、日本与荷兰联合建立的Toyobo-DSM公司、日本Mitsui公司都实现了工业化生产。中国纺织大学化纤所从1985年开始该项目的研究，逐步形成了自己的技术，制得了高性能的超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)纤维。 (2)纺丝过程 超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)冻胶纺丝过程简述如下:溶解超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)于适当的溶剂中，制成半稀溶液，经喷丝孔挤出，然后以空气或水骤冷纺丝溶液，将其凝固成冻胶原丝。在冻胶原丝中，几乎所有的溶剂被包含其中，因此超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)大分子链的解缠状态被很好地保持下来，而且溶液温度的下降，导致冻胶体中超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)折叠链片晶的形成。这样，通过超倍热拉伸冻胶原丝可使大分子链充分取向和高度结晶，进而使呈折叠链的大分子转变为伸直链，从而制得高强度、高模量纤维。 (3)应用 超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)纤维是当今世界上第三代特种纤维，强度高达30.8cN/dtex,比强度是化纤中最高的，又具有较好的耐磨、耐冲击、耐腐蚀、耐光等优良性能。它可直接制成绳索、缆绳、渔网和各种织物:防弹背心和衣服、防切割手套等，其中防弹衣的防弹效果优于芳纶。国际上已将超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)纤维织成不同纤度的绳索，取代了传统的钢缆绳和合成纤维绳等。超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)纤维的复合材料在军事上已用作装甲兵器的壳体、雷达的防护外壳罩、头盔等;体育用品上已制成弓弦、雪橇和滑水板等。 2. 润滑挤出(注射) 润滑挤出(注射)成型技术是在挤出(注射)物料与模壁之间形成一层润滑层，从而降低物料各点间的剪切速率差异，减小产品的变形，同时能够实现在低温、低能耗条件下提高高粘度聚合物的挤出(注射)速度。产生润滑层的方法主要有两种:自润滑和共润滑。 (1)自润滑挤出(注射) 超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)的自润滑挤出(注射)是在其中添加适量的外部润滑剂，以降低聚合物分子与金属模壁间的摩擦与剪切，提高物料流动的均匀性及脱模效果和挤出质量。外部润滑剂主要有高级脂肪酸、复合脂、有机硅树脂、石腊及其它低分子量树脂等。挤出(注射)加工前，首先将润滑剂同其它加工助剂一起混入物料中，生产时，物料中的润滑剂渗出，形成润滑层，实现自润滑挤出(注射)。 有专利报道:将70份石蜡油、30份超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)和1份氧相二氧化硅(高度分散的硅胶)混合造粒，在190℃的温度下就可实现顺利挤出(注射)。 (2)共润滑挤出(注射) 超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)的共润滑挤出(注射)有两种情况，一是采用缝隙法将润滑剂压入到模具中，使其在模腔内表面和熔融物料间形成润滑层;二是与低粘度树脂共混，使其作为产物的一部分。 如:生产超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)薄板时，由定量泵向模腔内输送SH200有机硅油作润滑剂，所得产品外观质量有明显提高，特别是由于挤出变形小，增加了拉伸强度。 辊压成型 辊压成型是一种固态加工方法，即在超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)的熔点以下对其施加高压，通过粒子形变，有效地将粒子与粒子融合。主要设备是一带有螺槽的旋转轮和一带有舌槽的弓形滑块，舌槽与螺槽垂直。在加工过程中有效地利用了物料与器壁之间的摩擦力，产生的压力足够使超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)粒子发生形变。在机座末端装有加热支台，经过模口挤出物料。如将此项辊压装置与挤压机联用，可使加工过程连续化。 热处理 把超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)树脂粉末在140℃~275℃之间进行1min~30min的短期加热，发现超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)的某些物理性能出人意料地大大改善。用热处理过的超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)粉料压制出的制品和未热处理过的UHMPWE制品相比较，前者具有更好的物理性能和透明性，制品表面的光滑程度和低温机械性能大大提高了。 射频 采用射频加工超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)是一种崭新的加工方法，它是将超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)粉末和介电损耗高的炭黑粉末均匀混合在一起，用射频辐照，产生的热可使超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)粉末表面发生软化，从而使其能在一定压力下固结。用这种方法可在数分钟内模压出很厚的大型部件，其加工效率比超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)常规模压加工高许多倍。 多孔膜 将超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)溶解在挥发溶剂中，连续挤出，然后经一个热可逆凝胶/结晶过程，使其成为一种湿润的凝胶膜，蒸除溶剂使膜干燥。由于已形成的骨架结构限制了凝胶的收缩，在干燥过程中产生微孔，经双轴拉伸达到最大空隙率而不破坏完整的多孔结构。这种材料可用作防水、通氧织物和耐化学品服装，也可用作超滤/微量过滤膜、复合薄膜和蓄电池隔板等。与其它方法相比，由此法制备的多孔超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)膜具有最佳的孔径、强度和厚度等综合性能。

铝加工缺陷与对策内容介绍

《铝加工缺陷与对策》共分七章，以问答的形式深入浅出、全面解答了铝及铝合加工产品在生产中常见的基本概念、主要缺陷与废品及其质量等方面的问题，着重解答了产品缺陷（废品）的特征、产生的原因与机理、危害及解决的措施。内容包括：基本概念与技术基础知识；铝及铝合金铸锭的主要缺陷分析与质量控制；板、带、箔材的主要缺陷分析与质量控制；管、棒、型、线材的主要缺陷分析与质量控制；锻件的主要缺陷分析与质量控制；铝型材表面处理的主要缺陷分析与质量控制；铝及其他铝合金加工材料的主要缺陷分析与质量控制

木材加工缺陷定义

木材在加工过程中产生的钝棱、锐棱、瓦棱状锯痕、波状纹、毛刺和锯口偏斜等缺陷。

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