目前UHMWPE已在紡織、造紙、包裝、運輸、進寫、化工、采礦、石油、建筑、電氣、食品、醫療、體育等領域得到廣泛的應用，并開始進入常規兵器、船舶、汽車等領域。今后還將擴大到宇航和原子能等領域。

產品參數

1.性能

UHMWPE極高的分子量（HDPE的分子量通常只有2～30萬）賦予其優異的使用性能，而且屬于價格適中、性能優良的熱塑性工程塑料，它幾乎集中了各種塑料的優點，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異性能。

耐磨性

UHMWPE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。

耐沖擊性

UHMWPE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*值，然后隨分子量的繼續升高而逐漸下降。值得指出的是，它在液氮中（-195℃）也能保持優異的沖擊強度，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。

耐化學藥品性

UHMWPE具有優良的耐化學藥品性，除強氧化性酸液外，在一定溫度和濃度范圍內能耐各種腐蝕性介質（酸、堿、鹽）及有機介質（荼溶劑除外）。

其在20℃和80℃的80種有機溶劑中浸漬30d，外表無任何反常現象，其它物理性能也幾乎沒有變化。

沖擊能吸收性

UHMWPE具有優異的沖擊能吸收性，沖擊能吸收值在所有塑料中*，因而噪聲阻尼性能很好，具有優良的削音效果。

耐低溫性

UHMWPE具有優異的耐低溫性，在液氦溫度（-269℃）下仍具有延展性，因而能夠用作核工業的耐低溫部件。

衛生無毒性

UHMWPE衛生無毒，完全符合日本衛生協會的標準，并得到美國食品及藥物行政管理局和美國農業部的認可，可用于接觸食品和藥物。

不粘性

UHMWPE表面吸附能力非常微弱，其抗粘符能力僅次于塑料中不粘性*的PTFE，因而制品表面與其它材料不易粘符。

吸水性小

UHMWPE吸水率很低；一般小于0.01%，僅為PA66的1%，因而在成型加工前一般不必干燥處理。

密度

表2為UHMWPE與其它工程塑料密度比較。由表2可知，UHMWPE的密度比其它所有工程塑料都低，一般比PTFE低56%，比POM低33%，比PBTP低30%，因此其制品非常輕便。

表2 UHMWPE 與其它工程塑料密度比較

拉伸強度

由于UHMWPE具有朝拉伸取向*的結構特征，所以有無可匹敵的超高拉伸強度，因此可通過凝膠紡絲法制得超高彈性模量和強度的纖維，其拉伸強度高達3～3.5GPa,拉伸彈性模量高達100～125GPa；纖維比強度是迄今已商品化的所有纖維中*的，比碳纖維大4倍，比鋼絲大10倍，比芳綸纖維大50%。

其他性能

UHMWPE還具有優良的電氣絕緣性能，比HDPE更優良的耐環境應力開裂性，比HDPE更好的耐疲勞性及耐r-射線能力。

耐磨性和耐沖擊性為主的應用

1.1、紡織機械

紡織機械是UHMWPE最早應用的領域，早在1958年，就有幾家公司用UHMWPE制造紡織機械零件，如取代韌性材料中 的水牛皮制作的織機上的皮結，承受40～180次/min長期振動沖擊，其壽命可達水牛皮結的5～6倍。目前，國外在每臺織機上應用的UHMWPE零件平均有30件左右，如投梭器、打梭棒、齒輪、聯結器、掃花桿、緩沖塊、桿軸套、擺動后梁等耐沖擊磨損零件。

1.2、造紙機械

造紙機械是應用UHMWPE的 個工業領域，約在1960年，在一臺削木機的傳送裝置上 次安裝了UHMWPE防磨條，對底板和鏈條起到良好的保護作用，使用5a基本上無磨損。據估計，防磨條的壽命要比鏈條的壽命高一倍以上，UHMWPE和不銹鋼、楓木、澆鑄型聚氨脂及層壓酚醛塑料等耐磨材料都層作為吸水箱蓋板使用，但重要的是UHMWPE蓋板對吸水箱上不銹鋼絲網的阻力大大低于其它材料，因此可使昂貴的不銹鋼死網的使用壽命延長。今天，造紙工業所需UHMWPE用量占總量的10%，如采用UHMWPE制造造紙機的刮水板、吸水箱蓋板、壓密部件、接頭等；此外UHMWPE也可用來制造造紙機械的密封軸桿、偏導輪、刮刀、過濾器等零部件。

1.3、包裝機械

UHMWPE的高耐磨性、低摩擦因數和不粘性，使其在包裝機械中比某些金屬和其它塑料更適用，可代替磷青銅和氟塑料。

用UHMWPE取代改性氟塑料制作導軌、傳送裝置的滑塊座、固定板等，不僅大大降低了設備投資費用，而且可延長使用壽命10～50倍。

一條液體洗滌劑生產線裝置上的計時星輪，用UHMWPE取代原來的層壓熱固性塑料后，使過去易磨損、易劃傷瓶且容易變軟的問題迎刃而解，大大減少了備用件費用，有UHMWPE制造的計時螺桿，也已在許多裝瓶線上作為標準部件使用。

西方一個大啤酒廠，用UHMWPE制作了一條約1.6km長的板帶式瓶子傳送帶，比用磷青銅制作的傳送帶耐用幾倍。

國外一個汽車組裝廠的輸送線上，鏈條驅動鏈輪使小車在鋼板傳送平臺上運動，由于鏈條與鋼板的摩擦，鏈條極易損壞。采用UHMWPE板材替換鋼板，使磨損大大降低，同時也減少了動力消耗。

1.4、通用機械

由于UHMWPE具有優良的耐磨性、耐沖擊性，它在機械制造行業中得到廣泛應用，可制作各種齒輪、凸輪、葉輪、滾輪、滑輪、軸承、軸瓦、軸套、削軸、墊片、密封墊、彈性聯軸節、螺釘等機械零部件。

以自潤滑性和不粘性為主的應用

2.1、材料儲運

UHMWPE可制作裝煤、水泥、石灰、礦粉、鹽、谷物之類粉狀材料的料斗、料倉、滑槽的襯里，由于它具有優良的自潤滑性、不粘性，可使上述粉狀材料對儲運設備不發生粘附現象，保證穩定輸送。

煤、礦粉、糧食等的料斗過去采用不銹鋼襯里進行裝箱運輸，現改用UHMWPE襯里，長期使用時，可減少發熱現象，寶鋼運送礦石的料斗采用UHMWPE，要比原先采用的金屬材料使用壽命提高10～50倍。用UHMWPE制作料斗襯里便于施工、成本低，所以大發電廠輸送煤的加料斗也采用了UHMWPE襯里。

采煤場的煤溜槽采用UHMWPE制造，可降低傾斜角度，從而提高開采量。輸送40萬t煤而不需要更換料槽，其使用壽命比襯鎂合金的流料槽提高2倍。

UHMWPE用于流砂等的固體輸送管道，與鋼管相比壽命提高18倍，成本降至1/25，與尼龍管相比壽命提高3倍，成本降至1/8。在輸送時，管內阻力比金屬管小25%，大大提高了輸送效率。

在滑槽、鏟斗和礦石車廂的內襯等方面，用傳統金屬材料時，遇到寒冷潮濕天氣，物料就會凍結在金屬上，而采用UHMWPE則不會，從而大大減少了卸貨時間。在散裝貨船的自卸漏斗上內襯一層UHMWPE板材后，平均卸貨時間由原來的16～20h減少到8h。

2.2農業、建筑機械

UHMWPE自潤滑性優異，泥土在其表面容易滑動，而不會發生粘著，而且其耐沖擊性、耐磨損性優良，適于制作農業和建筑機械的零部件。如聯合收割機的滑動板、犁具外襯板、退土機的刮板、挖土機鏟斗的內襯、翻斗車車廂的內襯等，可大幅度提高工作效率，減少能耗。

2.3文體用品

利用UHMWPE的自潤滑性和耐磨性及耐寒性，可用于滑冰、滑雪板底板，歐美主要采用UHMWPE制造；用UHMWPE覆蓋滑雪道（層厚20mm），滑板*速度可達110km/h。

日本三井石油化學公司制造的UHMWPE滑冰場，1975年在Kagoshima縣對外開放，其造價為一般滑冰場的1/4。

以耐腐蝕性和不吸水性為主的應用

UHMWPE具有優良的化學穩定性和不吸水性，可用做各種溶液存儲設備的鋪面材料和大型包裝容器，如浮筒、接水槽，汽油箱、農藥容器以及用于太陽能設備的退水容器等。這也是UHMWPE目前應用最廣泛的領域之一。

UHMWPE容器具有優良的落下沖擊強度。如果將容器裝水20kg，從高空跌落至10mm厚的鐵板上，普通聚乙烯容器的破壞高度僅為9M，而UHMWPE容器可高達15M以上。

以衛生無毒性為主的應用

4.1、食品、飲料工業

UHMWPE具備食品工業所要求的無毒性、耐水性及非黏著性。被指定為可直接與食品接觸使用的材料。可用于啤酒、清涼飲料、調味品等的輸送線。輸送物品時，可以防止瓶子等的破損，降低噪音，減少輸送帶、輸送螺桿等的磨損，并可減少電力損耗，它還可用來制造肉食、牛奶以及糖果蜜餞和面包食品生產設備的零部件。

4.2、醫療

UHMWPE具有優異的生理惰性和生理適應性，經美國食品及藥物行政管理局、農業部批準，可在醫藥幾與人體接觸的領域使用，如作為、矯形外科零件、人工關節及節育植入體等的臨床使用，是理想的醫用高分子材料。有UHMWPE制成的腕臼和金屬股骨組成的人工髖膝關節，耐磨性和安全性比PTFE更為優異。目前世界上已有數十萬人接受了這類人工關節的置換。

其他性能的應用

5.1、耐低溫性應用

UHMWPE具有優異的耐低溫性能，可應用于各種冷凍機械中，并可作為核工業的耐低溫部件，在低溫超導領域中是較為理想的絕緣材料。UHMWPE對放射線具有優良的遮蔽效果，故可用作原子能

發電站的遮蔽板。

5.2、電絕緣性能應用

UHMWPE電絕緣性能良好，尤其是介電損耗角正切值低，可用于制造電鍍槽、輥子及在高頻和超高頻區間工作的絕緣子、絕緣拖架、電纜管道、短路器、電纜端子和其它電氣裝置。

成型注意事項：

UHMWPE【加工】

UHMWPE熔融時具有極高的粘彈性，而且臨界剪切速率極低，使其融合在一起需要很高的壓力，因此目前成型加工方法 于模壓燒結、擠出成型、注射成型、吹塑成型這幾種方法。

1、模壓燒結法

UHMWPE的模壓燒結成型與聚四氟乙烯的粉末燒結成型基本相似，即將樹脂原料裝進金屬模具中，在室溫下加壓，制成一定密度和強度的壓縮物，然后再加熱加壓燒結而成。

模壓燒結法的工藝條件為：UHMWPE的平均粒徑在300微米以下，室溫下模具的壓力為42兆帕，保壓3分鐘，然后以80℃/小時的速率升溫，加熱至160℃，保溫4小時，降溫冷卻。若在氮氣中進行，則可燒到200℃，時間1.5小時。

還可在配方中添加30%體積的填料進行改性，如石墨粉、金屬粉、石棉粉、玻璃粉、聚四氟乙烯粉等。

影響制品性能的工藝參數有：燒結溫度、燒結壓力、燒結時間、冷卻速度等。其中冷卻速度快時，得到的制品柔軟、沖擊強度、耐屈折性能、透明性較好，但彎曲強度，耐磨性能降低，這點應注意制品的綜合性能平衡。

2、擠出成型法

在60年代，大都采用柱塞式擠出機，其優點是結構簡單、擠出壓力大，缺點是物料混煉效果差，制品性能大大下降。 70年代后，開始采用單螺桿擠出機及雙螺桿擠出機進行UHMWPE的成型加工。

單螺桿擠出機，直徑65毫米、長徑比25，驅動功率25千瓦、螺桿轉速60轉/分、擠出速度15-120毫米/分(制品直徑小的，擠出速度大)、料筒加熱溫度200-260℃，口模溫度110—240℃，冷卻套溫度85℃。

雙螺桿擠出機，一般采用同向雙螺桿，螺槽深度大，螺桿轉速要控制在10—15轉/分，擠出溫度為180—200℃，制品性能好，但擠出功率消耗較大。

3、注射成型法

同擠出成型一樣，除對樹脂、注射機有特殊要求外，在模具的設計、材質、加工精度也要有相對應的措施才行。多采用柱塞式注射機。也有用螺桿式注射的，其工藝條件如下:

注射壓力:一次壓力120兆帕，二次壓力30-50兆帕，螺桿轉速40-60轉/分、螺桿背壓10-15兆帕、物料溫度180-220℃、模具溫度85-110℃、惰性氣體采用氮氣。

目前已研制出高速高壓系統注射機，適于加工UHMWPE，*注射壓力289.6兆帕，*注射量420-750立方厘米，可成型250萬分子量的UHMWPE。

4、吹塑成型法

目前生產了大型中空容器吹塑成型機，適于成型UHMWPE，其螺桿直徑為120一150毫米，長徑比22—24、擠出量為200-360公斤/小時，口模直徑300-500毫米、鎖模力500-900千牛頓、模板尺寸1200 X 1400毫米、*行程1.8—2米、電機輸出功率50-150千瓦。

這種設備多采用環形柱塞式貯料缸，易更換原料、熱效率也高，但易產生熔接痕和型坯波動等問題。添加一定量的有機硅可以提高吹塑的生產率。

另外據報道，在UHMWPE中添加10%體積的磁鐵粉可以提高樹脂的加工性能。