UHMW-PE的特殊加工方法及应用
来源：peek板材供应商-恒鑫实业 作者 ：PEEK板材加工
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20世纪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UHMW-PE纤维。
(2)纺丝过程
UHMW-PE冻胶纺丝过程 ：溶解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
UHMW-PE纤维是当今世界上第三代特种纤维，强度高达30.8 cN/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纤维。国际上已将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 。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黏度聚合物的挤出(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)
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)
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。
3.辊压成型
辊压成型是一种固态加工方法，即在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。
4.热处理
把UHMW-PE树脂粉末在140～275℃之间进行1～30 min的短期加热，发现UHMW-PE的某些物理性能大大改善。用热处理过的UHMW-PE粉料压制出的制品和未热处理过的UHMW-PE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。
5.射频
崭新的加工方法是射频加工UHMW-PE，它是将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UHMW-PE常规模压加工高许多倍 。
6.多孔膜
将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UHMW-PE膜具有最佳的孔径、强度和厚度等综合性能。
