超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）是一种新型热塑性工程塑料，它的分子结构和普通聚乙烯完全相同，普通聚乙烯的分子量一般在

4万～12万，而超高分子量聚乙烯可达到100～500万。随着分子量的大幅度升高，树脂的某些性能会发生突变，比如耐磨性佳；抗冲击

性强，而且在低温时抗冲击强度仍保持较高数值;自润滑性好等。UHMW一PE可以而且在取代碳钢、不锈钢、青铜等，用于纺织、造

纸、食品机械、运输、陶瓷、煤炭等领域。世界上超高分子量聚乙烯年生产能力为8万吨。我国UHMW－PE年生产能力为1万多吨。

   近十年来，全球对超高分子量聚乙烯的需求显著增加，越来越多的UHMWPE制品被用于对磨损和强度要求越来越高的环境中，使全

球对超高分子量聚乙烯材料分子量的需求比最初1950年所开发的聚乙烯材料的分子量高出了2～3倍。极高的分子量使得UHMW-PE成为一

种独特的材料。它的特性包括：
     ◎ 杰出的抗磨损性
     ◎ 在所有塑料中最高的抗冲击强度
     ◎ 低摩擦系数
     ◎ 无黏着，自润滑表面
     ◎ 优良的抗化学腐蚀性
     ◎ 零吸水率
     ◎ 杰出的超低温性能
     ◎ 良好的抗断裂应力性能
     ◎ 良好的能量吸收和音量阻尼
　　超高分子量聚乙烯的分子量特性－－－UHMW-PE最独特的两个性能就是它的超强抗磨损性和冲击强度。
     抗磨损性能直接得益于它的超高分子量，并且抗磨损性随分子量增加而增加。按ISO1628-3随着分子量从5×10⁶增加到10×10⁶，

抗磨损性能有显着的改善（增加大约30%）。
     冲击强度是被UHMW-PE的分子量和结晶度所影响。在同一结晶度下，UHMW-PE的冲击强度随着分子量的增加而稍降低。然而，在其

超高分子量的范围内，UHMW-PE总具有超凡的冲击强度，通常UHMW-PE的冲击强度比HDPE高三倍多。
     如上所述，UHMW-PE独特的性能是直接由它的分子量所决定的。UHMW-PE的分子量的精确特性一直是UHMW-PE学术领域的研究重点。

然而，超高分子量聚乙烯的分子量会因为其计算方法的不同，而显著不同。这使得用户以分子量作为单一依据来判断超高分子量聚乙烯

性能时遇到极大困扰。
     UHMW-PE的基本化学单位是-CH-。因此，一个具有4×10⁶分子量的高分子聚合物的高分子链含有285×10³个碳原子。然而，由于UHMW

-PE的长分子链，使它不溶于绝大多数的溶剂。UHMWPE的不溶性，使得尺寸排阻色谱法（SEC）不能应用来测定它的分子量。再者，因其超高

的融粘性，也不能用融流指数测量UHMW-PE的分子量。今天，对UHMW-PE的分子量特性的测量主要由两个不同方法取得，即稀薄溶液粘度测量

法和拉伸应力测量法。有三种不同的测试标准（见表1）广为UHMW-PE工业界所接受。

成型加工技术与工艺

    由于UHMW－PE流动性差，熔融状态下粘度高，很难用一般的方法加工。压制烧结成型是UHMW－PE最早的加工方法，它是将

UHMW－pE粉末置于模具中，加压制成有一定强度和密度的坯件，然后在规定的温度下烧结成型。挤出成型是采用柱塞挤出机对

UHMW一PE加工成型，可看作是连续的压制烧结。活塞的往复运动提供了巨大的挤出压力，但筒内UHMW一PE塑化效果差，生产效

率低，不易加工成较大制品。日本三井石油化工公司1974年开发出注射成型工艺，并于1976年实现工业化。注射成型时物料在高压下

呈喷射流动状，利于充模，使制品保持尺寸稳定。

国外发展状况

    生产情况 世界上UHMW一PE生产及应用至今已有30多年的历史。近10年随着加工技术的不断发展，其产量和消费量不断增长：

1989年消耗量为5万吨，1995年市场销售量达到6万吨。Ｍontell为世界UHMW－pE主要生产商，它在北美有一家年生产能力为1.6

万吨的工厂，1997年其年产能力从1.6万吨增至2.7万吨。目前，蒙特尔在北美拥有47%的市场份额，在其它地区的销售量不是很多。

该公司目前研究与开发重点集中在现有产品改性方面。荷兰DMS公司和日本三井公司的UHMW一PE生产规模都比较小。除生产常规

牌号外，还提供特殊牌号（如注射成型牌号，纤维牌号和超细UHMW－ PE）。国际市场UHMW－PE需求量约为７．５万吨，其中，

北美占56%，西欧占34%。与北美及西欧良好的开发市场相比，UHMW －pE在亚洲的消费量很小，仅占10% 。在亚洲各国中，中国消

费量最大，日本次之。

国内开发情况

    国内于70年代末开始研制超高分量聚乙烯。当时的研究单位有上海高桥化工厂、安徽化工研究院、广州塑料厂等，但皆因技术不过关，

树脂分子量只能达到150万左右。其产品的内在质量（如分子量、堆密度、抗张强度、断裂伸长率等）可达到日本三井240M、340M和巴

塞尔公司GUR432牌号不能同日而语。

    1996年我国UHMW一PE总需求量约为2000吨左右，基本由北京助剂二厂供应，现在有齐鲁石化等新的原料厂家，产品主要应用在纺织、

机械设备、造纸、食品、运输等方面。其中，板材占60%，型材占25%，过滤器材占15%。按用途分，村里占60%，造纸行业占15%,过滤

器占15%，其它占10%。近年来UHMW一PE的加工技术有了重大突破，由最初的烧结压制成型发展到专用设备挤出成型，由最初的烧结

压制成型，应用领域也不断扩大。如UHMW－PE已在纺织、造纸、包装、运输、机械、化工、采矿、石油、农业、建筑、电气、食品、

医疗、体育等领域得到了广泛应用。

    纺织机械行业是UHMW－PE较早应用的领域。目前，国外在每台纺织机械上应用的UHMW－PE零件平均有30件左右，如投梭器、

打梭棒、齿轮、连结器、扫花杆、缓冲块、偏心块、杆轴套、摆动后梁等零件。使用超高分子量聚乙烯皮结代替水牛皮结，其耐冲击次数

由原来的100万次增加到500～600万次。造纸机械是UHMW－PE的主要领域。UHMW－PE磨擦系数低而且耐磨。因此，用它做造纸机上水

箱的盖板及刮水板、压密部件、接头等，可以延长造纸机上聚酯网的寿命，节省更换新网的费用，减少停机造成的损失。此外，UHMW

－PE也可用来制造造纸机械的密封轴杆、偏导轮、刮刀、过滤器等部件。目前，造纸工业所需UHMW－PE量占其总消费量的10%。

    包装储运行业利用了UHMW一PE具有优良的化学稳定性和不吸水性，可用作各种溶液存储设备的铺面材料和大型包装容器。特别是

UHMW一PE具有无毒、耐水等优点，可作为直接与食品接触材料，用来制作食品装瓶自动包装线上的零部件，能防止瓶子破裂，减少噪音，

提高工作效率。此外，UHMW一PE可制作装煤、水泥、石灰、矿粉、盐、谷物之类粉状材料的料斗、料仓、滑槽的衬里由于它具有优良的

自润滑性及不粘性，可使上述粉状材料对储运设备不发生粘附现象，保证稳定运输。采用UHMW－PE制造煤场和粮食加工厂的输送管道，

比金属材料使用寿命提高10～50倍，并且大大降低成本、提高输送效率。

    农业及建筑机械因UHMW－PE自润滑性优异，泥土在其表不会发生粘着，而且其耐磨损性优良，用它来制造农业和建筑机械的零部件，

可大幅度提高工作效率，减少能耗。用其制造农业收割机的齿轮，比钢制品便宜1/3，而使用寿命延长2倍以上。

    此外，UHMW一PE在医疗上还可用于矫形外科零件、人工关节等，是理想的医用高分子材料，从使用性能上看由UHMW－PE制成的人工

髋关节，耐磨性和安全性比PTFE更为优异。UHMW一PE具有优异的耐低温性能，可应用于各种冷冻机械，并可作为核工业的耐低温部件，

也可用作原子能发电站的遮蔽板。UHMW一PE电绝缘性能良好，可制造酸性铅蓄电池隔板（膜）。UHMW－PE纤维强度为钢丝的10倍，碳

纤维的2倍，抗张强度为150～350kg/平方厘米，抗张模量为8000～10000kg／平方厘米，在国防、民用方面均有广阔的用途（如制造防弹衣、

飞机座椅、海运和渔业用绳索等）。利用其自润滑性、耐磨性和耐寒注，可以制造滑冰、滑雪。水上运动等体育器材的零部件。

    超高分子量聚乙烯具有其它工程塑料无法比拟的耐磨性。耐冲性、耐化学药品、自润滑等性能，在国民经济的各个领域，尤其是耐磨输送、

设备衬里、各种机械零部件等方面的应用具有独特优势、其产品的开发和应用具有广阔的前景，新应用领域（如汽车领域）的开发，正受到

人们的关注。

    但由于其熔融粘度高，加工难度大，长期以来，国内外对其加工主要采用类似加工聚四氟乙烯的庄制烧结和住塞挤出成型方法加工，生产

效率较低，从而限制了该产品的推广应用。为适应工业产品多样化的要求，当前UHMW一PE的发展方向是实现特殊工程塑料的通用化。为获得

高附加值的产品，必须开拓市场，向生产技术含量高的新领域扩展，以满足社会需求。