超高分子量聚乙烯生产技术及新产品开发建议

超高分子量聚乙烯生产技术及新产品开发建议目录TOC\o"1-5"\h\z1前言 12UHMWPE分子量及其分布测试方法 2分子量测试方法 2分子量分布测试方法 4GPC法 4高温GPC法 4弛豫时间谱法 43国内外UHMWPE开发现状 5国外UHMWPE树脂的生产状况 5美国Ticona公司 6巴西Braskem公司 11荷兰DSM公司 11\o"CurrentDocument"日本三井化学公司 12\o"CurrentDocument"日本三菱化学公司 14瑞士Quadrant公司 15国外UHMWPE制品生产厂家 18UHMWPE板材、异型材、管材主要厂家 18UHMWPE薄膜主要生产厂家 19UHMWPE纤维主要厂家 21UHMWPE蓄电池隔板主要厂家 22国内UHMWPE树脂的生产状况 22国内UHMWPE制品生产厂家 25UHMWPE板材、棒材、异型材主要生产厂家 27UHMWPE管材主要生产厂家 28UHMWPE纤维主要生产厂家 29UHMWPE蓄电池隔板主要生产厂家 31国内UHMWPE薄膜主要生产厂家 324UHMWPE催化剂进展 32Ziegler-Natta催化剂及其制备方法 33国外UHMWPE催化剂研究进展 34美国Ticona公司 35巴西Braskem公司 36日本三井化学公司 37日本三菱化学公司 44日本石油公司 45日本旭化成公司 47三星综合化学株式会社 47国内UHMWPE催化剂研究进展 475新产品开发建议 50参考文献 51#注射成型用树脂等，其主要产品牌号及性能指标见表7。表7DSM公司产品牌号及性能项目单位方法标准产品牌号UH034UH210UH410UH610定伸应力（150/10）MPaISO11542-20.130.230.360.53粘数ml/gISO1628-31750220028503650分子量XIO6g/mol-3.34.66.48.7简支梁双缺口冲击强度（14°）kJ/m2ISO11542-2220190160110磨损指数%ISO155271101009080维卡软化点℃ISO306/B5081平均粒径umISO13320-1150堆密度kg/m3ISO60>0.40日本三井化学公司日本三井化学公司生产的UHMWPE树脂注册商标为HI-ZEXMILLIONtm,其主要产品牌号及性能见表8[10]。表8HI-ZEXMILLION产品牌号及性能项目单位测试方法产品牌号240S240M320M340M630M平均分子量X106ASTMD40202.02.32.83.36.0密度g/cm3D15050.9400.9350.9350.9300.930平均粒径um煤焦计数法130160160160160堆密度g/cm3D18950.460.420.450.460.41冲击弓余度kgcm/cm2MCI法11090808070

另外，三井化学公司还生产一种粒径极细的UHMWPE粉末[ii],注册商标为MIPELON™,主要用作其他材料的填充材料，其主要性能指标见表9。由表9可以看出，该产品的分子量并不高，只有200万左右。表9MIPELON™UHMWPE牌号及性能指标性能单位测试方法MIPELONASTMXM-220XM-221U平均分子最X106D4020*2.02.0密度g/cm3D1505940940堆密度g/cm3D18950.440.44拉伸强度MPaD6384040断裂伸长率%D638350350邵氏硬度DD22406565摩擦系数-D18940.20.2熔点℃D2117136136平均粒径um煤焦计数法3025依据M=5.37X104X[n]i.37而求得分子量。MIPELON™UHMWPE应用领域主要有：将MIPELONUHMWPE添加到聚醛树脂、尼龙及橡胶中，不但可以提高材料的自身润滑性，还可以增强材料的耐磨损性、耐化学腐蚀性及冲击强度，将MIPELONUHMWPE添加到润滑脂、润滑剂、油墨、涂料及染料中，也可增加材料的自身润滑性。极细小的粒径还使得MIPELONUHMWPE更适宜作多孔的过滤器材。MIPELONUHMWPE的粒径分布见图2。MIPELON产品与MILLION产品粒径对比见图3[i2],其制备方法见4.2.3章节。

(东(东w)ud-ljodajd0>一nEno图2：MIPELON™UHMW-PE粒径分布ParticleSize(pm)图3MIPELON与MILLION产品粒径对比3.1.5日本三菱化学公司日本三菱化学公司树脂注册商标为FIFAX,其主要产品牌号及性能见表10口3］。表10日本三菱化学公司UHMWPE牌号及性能指标项目FIFAX1900—1FIFAX1900—2FIFAX1900—3相对分子质量X1062.35.14.0平均粒径（um）250300330相对密度0.9550.9640.954表观密度（g/cm3）0.340.350.35结晶度（％） 退火刖687264退火后514538

表面积（山2/g） 0.43.1.6瑞士Quadrant公司瑞士模具商Quadrant2005年以8500万美元的价格收购了美国UHMWPE生产商PolyHiSolidur。总部位于美国的PolyHiSolidur,在美国、德国、法国、英国、日本和南非拥有生产装置。表11内牌号是瑞士塑料制品公司的商标，绝大多数是纯料，小部分是再生加工的有色的添加填料的超高分子量高密度聚乙烯型材，采用压模和挤出工艺制造［14］。表HQuadrant公司产品牌号牌号性能特点用途颜色TIVAR®1000平均分子量约为5,000,000g/mol。所有超高分子量级别的聚乙烯TIVAR®1000都具有平衡性能特征。具有优越的耐磨和耐腐蚀性能，即使处于-200℃以下的温度环境，仍具有优越的冲击强度。普通的机械构件、瓶体、制罐和包装机械、化工和电镀工业、冷冻设备、纺织工业及散装材料的储存系统等。本色、黑色或绿色TIVAR®1000R该级别材料含有特殊再生处理的TIVAR®1000R,总体性能比纯的TIVAR®1000低一些而价格更低廉。与一般PE500相比，其冲击强度和耐磨性能更好。此材料是一种经济型的PE-UHMW,用于材料处理设备上。黑色或绿色TIVAR®1000ASTL平均分子量约为5,000,000g/mol-9,000,000g/mol。TIVAR®1000ASTL系为满足韧性高且耐腐蚀的要求而开发的，所使用的填料使该材料具有抗静电和抗紫外线性能。在运送某些散装材料或在室外使用时，减少了因静电而产生粉尘爆炸的危险。黑色TIVAR®CESTIGREENAST平均分子量约为9,000,000g/mol。TIVAR®CESTIGREENAST,使用适当成份的填料亦使其具有更优越的耐磨性能。特别适用于需要绿色及无碎渣脱落的（无石墨和碳颗粒）排静电材料的领域使用。绿色TIVAR®平均分子量约为9,000,000g/mol。更适合在工业中具有潜在可易燃黑色

BURNGUARDTIVAR®BURNGUARD系由具有很高聚合度的聚乙烯在高压下生产而成，具有特效阻燃性。特殊开发的这种材料改进了原聚乙烯材料的易燃性，满足了10毫米厚UL94V-0和自阻燃的需求。所使用的填料使其材料具有抗静电特性。另一个特点是TIVAR®BURNGUARD系等级的非卤化、阻燃的特性环境中使用，例如：材料运送、一般机械构件、运输系统等。TIVAR®DSTIVAR®DS平均分子量约为9,000,000g/mol。由于该材料所具有的超高分子量和特殊的制造工艺使之具有优秀的耐磨性和耐腐蚀性。TIVAR®DS已经证明了其能在各种工业领域中承担最大韧性负载和耐磨工作。蓝黑、褐黄TIVAR®DRYSLIDE平均分子量约为9,000,000g/mol。TIVAR®DRYSLIDE是TIVAR®产品系列内磨擦系数最低的一种产品，添加了一种独特固体润滑剂，令TIVAR®DRYSLIDE在不同压力下仍然维持良好的抗磨性能。TIVAR®H.O.T.TIVAR®H.O.T.是一种耐高温配方（连续工作温度可达135℃）的一种超高分子量聚乙烯产品。此产品可与食品接触和符合欧盟食物法例EUDirective2002/72/EC和美国FDA食物法例21CFR177.1520和21CFR178.2010。白色TIVAR®OILFILLEDTIVAR®OILFILLED是一种含油添加剂UHMWPE产品，特别增强产品的自润滑性。TIVAR®OILFILLED的主要特性是大大减低运作时产生的嘈音。它也可以与食物混合及符合欧盟食物法例EUDirective2002/72/EC和美国FDA食物法例21CFR177.1520和21CFR178.2010。灰色TIVAR®SUPERPLUSTIVAR®SUPERPLUS是一种非常耐磨和局部交联结合UHMWPE，该产品具有良好的耐磨性、尺寸稳定性、非常低的热膨胀性和耐腐蚀性的优点，使产银灰色

品非常适合应用在需极端耐磨和滑动要求的环境下。TIVAR®TECH平均分子量约为9,000,000g/mol。TIVAR®TECH是添加了二硫化钼的UHMWPE烯产品，其动摩擦系数会随动负荷而降低，使其具有在没有润滑剂和干燥的环境下保持极好的耐磨及滑动性。TIVAR®CLEANSTATTIVAR®CLEANSTAT为高洁度的超高分子量聚乙烯产品。用于食品加工及药物生产行业，它也拥有抗静电性能和符合欧盟食物法例EUDirective2002/72/EC和美国FDA食物法例21CFR177.1520 和21CFR178.2010的食物接触法例。TIVAR®ECTIVAR®EC是一种导电的UHMWPE产品，此产品的电阻系数维持在104以下，减少在磨擦环境下产品表面产生的静电。黑色TIVAR®88平均分子量约为9,000,000g/mol。TIVAR®88是一种高级UHMWPE产品，此产品是特别为解决散装物料（煤、沙、面粉）等等的凝结、结拱、堵塞、架桥堵塞、冻结、漏斗状流动、沟状流动和腐蚀等情况所引起的停工事件，安装TIVAR®88系列衬里产品能有效减少影晌操作的各种情况。TIVAR®RUBBER-BACKEDTIVAR®RUBBERBACKED是由UHMWPE和橡胶组合的复合材料。在某些应用领域上，这材料可用粘合剂黏附在其它表面，例如钢或木，此产品具有滑动性，抗磨性，抗冲击性和耐腐蚀性。TIVAR®SURFACEPROTECTTIVAR®SURFACEPROTECT是添加特种蜡合成物之超UHMWPE产品，主要令其产品硬度降低仍能维持极好的耐磨非常适合制造在一般高速饮料产品设备的导轨，避免损害或弄花容器表面和标签。

性。TIVAR®XTENDEDWEARTIVAR®XTENDEDWEAR是一种添加了粘土的产品。此种材料特别研制开发用于装有塑料线的高速纸张机械和具有高磨料含量的造纸的排水区中使用。对UHMWPE特别添加矿物质填料使其具有低摩擦系数并改进了耐磨和耐腐蚀性能。典型的用途包括：用于散装磨料的运送系统的部件、排水部件如：成形板、箔片、转向器、虹吸箱盖和密封条。已证实此材料在塑料部件和塑料线的使用方面比普通的UHMWPE等级材料使用寿命更长久。浅蓝色BOROTRON®UH平均分子量约为9,000,000g/mol。加硼的UHMWPE的BOROTRON®-系列已研制开发出来，用于核装置中的中子屏蔽用途。UHMWPE中的内在高氢成分使其特别适用于将快速中子减低至低能量热（低）中子，然后这些中子被填加的硼化物吸收。HMWPE和UHMWPE均适用于中子屏蔽，通常UHMWPE优先选用，因其在高温下具有较好的型状稳定性能及优越的抗冲击强度和耐磨性能。BOROTRON®亦可以满足某些特别用途的需求。加硼的重量范围可以从1至10%。本色3.2国外UHMWPE制品生产厂家由于加工困难，国内外超高分子量聚乙烯的应用多集中在压制产品上，板材、棒材及异型材是市场开发最早、用途最多、加工工艺最简易、市场容量最大的产品。但是材料学家们从来没有停止过对超高分子量聚乙烯挤出制品的探讨，其他制品还有管材、薄膜、纤维、蓄电池隔板等，分述如下。UHMWPE板材、异型材、管材主要厂家Artek有限公司该公司成立于1985年，是UHMWPE挤出型材供应商，产品注册商标为Duravar。产品包括：棒材、板材（flatstock）、片材及异型材。TSE-OKULENAmericasL.L.C.公司该公司是由美国TSE与德国OttensteinerKunststoff（简称OK）组建的合资企业，简称（TSE-OK），是生产UHMWPE板材的主要厂家，生产全美尺寸最大的UHMWPE板材，产品规格可达到：6.1mX2.0mX0.008m,原料分子量可高达700万-900万。3）德国恩欣格国际有限（ENSINGER）公司该公司可生产各种规格的UHMWPE棒材、管材及板材，产品牌号为