Полиэтиленовый пластиковый стержень UHMW Белый стержень UPE
Основные характеристики субстрата из сверхвысокомолекулярного полиэтилена
(Основные характеристики стержней из СВМПЭ)
1. Основные физические свойства
Плотность : примерно 0,93-0,94 г/см³ (один из пластиков с самой низкой плотностью, легче воды и плавает на воде).
Внешний вид : от белого до светло-молочно-белого (чистый белый без добавления пигментов; промышленный сорт может иметь легкий молочный блеск в результате обработки), гладкая и нежная поверхность (похожая на восковую).
Молекулярная масса : 1,5–10 миллионов г/моль (молекулярная масса обычного ПЭВП составляет всего 200 000–500 000; длина молекулярной цепи более чем в 10 раз больше, чем у обычного полиэтилена, что приводит к высокой степени перепутывания).
2. Механические свойства
Стойкость к истиранию : в 6-10 раз выше, чем у углеродистой стали, в 3-5 раз выше, чем у обычных пластиков (таких как нейлон и полиоксиметилен) (коэффициент трения составляет всего 0,07-0,11, а скорость износа чрезвычайно низкая; поверхность остается гладкой даже после длительного трения).
Ударопрочность : Ударная вязкость просто опирающихся балок без надреза ≥150 кДж/м² (практически нерушимая при комнатной температуре, сохраняет высокую прочность даже при -40 ℃, превосходя большинство конструкционных пластмасс).
Прочность на разрыв : 20-35 МПа (умеренно низкая, непригодна для высокопрочных растягивающих нагрузок).
Прочность на изгиб : 30-45 МПа (умеренная жесткость, выдерживает общие изгибающие усилия, но не тяжелый изгиб).
Твердость : 55-65 по Шору (тверже, чем ПТФЭ, но мягче, чем металлы и большинство конструкционных пластиков).
Пластиковый стержень UHMW
3. Трибологические свойства.
Самосмазывающиеся свойства : Обеспечивает работу с низким коэффициентом трения без смазки (коэффициент трения всего 0,07-0,11, близкий к ПТФЭ, 0,04-0,10, но с лучшей износостойкостью, чем у ПТФЭ).
Свойства сухого трения : Чрезвычайно низкая скорость износа в сочетании с такими металлами, как сталь и нержавеющая сталь, в условиях отсутствия смазки (подходит для сценариев высокочастотного трения).
4. Химические и атмосферные свойства.
Коррозионная стойкость : Обладает почти инертной стойкостью к кислотам (таким как серная кислота, соляная кислота, фосфорная кислота), щелочам (таким как гидроксид натрия, гидроксид калия), растворам солей и органическим растворителям (таким как этанол, ацетон, смазочное масло) (не растворяется и не набухает при комнатной температуре и практически не подвержен влиянию каких-либо химических сред).
Устойчивость к атмосферным воздействиям : длительное воздействие ультрафиолетового (УФ) света постепенно приводит к окислению и старению (поверхность становится хрупкой, а цвет темнеет), но по сравнению с поликарбонатом (ПК) или нейлоном (ПА) его устойчивость к атмосферным воздействиям умеренная (необходимо добавлять антиоксиданты или его следует использовать в темноте).
Устойчивость к низким температурам : сохраняет гибкость и ударопрочность в чрезвычайно холодных средах в диапазоне от -160 ℃ до -40 ℃ (обычные пластмассы склонны к растрескиванию при температуре ниже -20 ℃, в то время как стержни из СВМПЭ по-прежнему имеют ударную вязкость ≥100 кДж/м² при -40 ℃).
5. Другие свойства
Электрическая изоляция : Объемное сопротивление >10¹⁵ Ом·см (отличная изоляция, подходит для непроводящих частей электрооборудования).
Текучесть обработки : Чрезвычайно высокая молекулярная масса приводит к чрезвычайно плохой текучести расплава (его нельзя обрабатывать литьем под давлением или обычной экструзией, и обычно обрабатывают компрессионным формованием или специальными процессами экструзии).
Меры предосторожности при обработке и использовании стержней из СВМПЭ
1. Общие методы обработки
- Резка: используйте циркулярную пилу, электрическую пилу или проволочный электроэрозионный станок (ручная распиловка допускается при толщине менее 50 мм; для более толстых листов рекомендуется машинная резка, а кромки следует отшлифовать, чтобы предотвратить сколы).
- Сверление: используйте твердосплавные сверла (рекомендуются сверла на основе кобальта) со скоростью, контролируемой на уровне 300-600 об/мин, и медленной скоростью подачи (чтобы предотвратить плавление или деформацию материала из-за тепла трения).
- Токарная/фрезерная обработка: возможна обработка на обычном токарном или фрезерном станке (требуются острые инструменты, скорость резания ≤50 м/мин, небольшая подача, чтобы избежать прилипания материала к инструменту).
- Приклеивание: используйте клей на основе эпоксидной смолы или акриловый клей (обычные клеи на основе растворителей неэффективны для СВМПЭ; необходимо использовать специальные клеи).
- Обработка поверхности: Адгезия поверхности может быть улучшена путем обработки пламенем или плазмой (если требуется склеивание с другими деталями).
Стержни из полиэтилена UHMW
2. Основные меры предосторожности
- Ограничение температуры: Длительная рабочая температура ≤80 ℃ (кратковременное выдерживание 100 ℃). Превышение этой температуры приведет к незначительному размягчению (ухудшению механических свойств).
- Устойчивость к ультрафиолетовому излучению: длительное воздействие солнечных лучей приведет к окислению и старению (поверхность становится хрупкой, а цвет темнеет). При наружном использовании рекомендуется добавлять антиоксиданты или покрывать защитным слоем (например, краской).
- Чувствительность к температуре обработки: во время формования или экструзии требуется строгий контроль температуры (обычно 180–220 ℃; чрезмерно высокие температуры вызывают разрыв молекулярной цепи, снижая устойчивость к истиранию).
- Избегайте проколов острыми предметами. Несмотря на высокую ударопрочность, постоянное давление со стороны острых предметов (таких как иглы, винты) может вызвать локальное истирание или царапины (критические поверхности должны быть защищены).
- Очистка и обслуживание: Очищайте нейтральным моющим средством и мягкой тканью (избегайте царапин стальной мочалкой). Модели, предназначенные для пищевых продуктов, требуют регулярной стерилизации (устойчивы к воздействию высокотемпературного пара и чистящих средств).