我國的選煤、冶金、污水處理等領(lǐng)域,壓濾機(jī)是不可缺少的一種主要機(jī)械設(shè)備,濾板是該設(shè)備的主要配件之一,約占整套設(shè)備價值的三分之一到三分之二,壓濾機(jī)的使用效果的好壞與所采用的濾板有著直接的關(guān)系。
超高分子量聚乙烯濾板是繼鑄鐵濾板、橡膠濾板、聚丙烯濾板之后新開發(fā)的一種節(jié)能型濾板,它具有脫水快、耐腐蝕、耐環(huán)境開裂、抗壓強(qiáng)度高、抗沖擊、重量輕、防粘接、安裝維修方便,對濾布損耗小,使用壽命長等優(yōu)點(diǎn),使用壽命是聚丙烯濾板的4-6倍,鑄鐵和橡膠濾板的3-9倍。
由于超高分子量聚乙烯濾板的重量輕(是鑄鐵濾板的八分之一),極大地減輕了壓濾機(jī)大梁負(fù)荷,防止了因濾板重量太大梁彎曲變形,延長了大梁的使用壽命。拉板機(jī)構(gòu)壓力降低,減輕了濾板對濾布的沖擊強(qiáng)度,提高了拉板器、濾布和相關(guān)液壓系統(tǒng)的使用壽命和工作效率,降低了維修工人的勞動強(qiáng)度和維修費(fèi)用。
UHMWPE的分子量賦予其優(yōu)異的使用性能,而且屬于價格適中、性能優(yōu)良的熱塑性工程塑料,它幾乎集中了各種塑料的優(yōu)點(diǎn),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(wèi)生、不易粘附、不易吸水、密度較小等綜合性能。事實上,還沒有一種單純的高分子材料兼有如此眾多的優(yōu)異性能。
分子量高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(shù)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(shè)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。
極耐沖擊UHMWPE的沖擊強(qiáng)度,在所有工程塑料中名列前茅,UHMWPE的沖擊強(qiáng)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(qiáng)度隨分子量的增大而提高,在分子量為150萬時達(dá)到值,然后隨分子量的繼續(xù)升高而逐漸下降。值得指出的是,它在液氮中(-195℃)也能保持優(yōu)異的沖擊強(qiáng)度,這一特性是其它塑料所沒有的。此外,它在反復(fù)沖擊表面硬度更高。
理想摩擦UHMWPE有極低的摩擦因數(shù)(0.05~0.11),故自潤滑性優(yōu)異。表1為UHMWPE與其他工程塑料摩擦因數(shù)比較。從表1可以看出,UHMWPE的動嗎擦因數(shù)在水潤滑條件下是PA66和POM的1/2,在無潤滑條件下僅次于塑料中自潤滑性的聚四氟乙烯(PTFE);當(dāng)它以滑動或轉(zhuǎn)動形式工作時,比鋼和黃銅加潤滑油后的潤滑性還要好。因此,在摩擦學(xué)領(lǐng)域UHMWPE被譽(yù)為成本/性能非常理想的摩擦材料。
化學(xué)性UHMWPE具有優(yōu)良的耐化學(xué)藥品性,除強(qiáng)氧化性酸液外,在一定溫度和濃度范圍內(nèi)能耐各種腐蝕性介質(zhì)(酸、堿、鹽)及有機(jī)介質(zhì)(荼溶劑除外)。其在20℃和80℃的80種有機(jī)溶劑中浸漬30d,外表無任何反常現(xiàn)象,其它物理性能也幾乎沒有變化。
消音好UHMWPE具有優(yōu)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(yōu)良的削音效果。
超耐低溫UHMWPE具有優(yōu)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(yè)的耐低溫部件。
吸附力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。
成型加工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。
彈性好由于UHMWPE具有朝拉伸取向必備的結(jié)構(gòu)特征,所以有無可匹敵的超高拉伸強(qiáng)度,因此可通過凝膠紡絲法制得超高彈性模量和強(qiáng)度的纖維,其拉伸強(qiáng)度高達(dá)3~3.5GPa,拉伸彈性模量高達(dá)100~125GPa;纖維比強(qiáng)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%。
壓制燒結(jié) 壓制燒結(jié)是超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)原始的加工方法。此法生產(chǎn)效率頗低,易發(fā)生氧化和降解。為了提高生產(chǎn)效率,可采用直接電加熱法。
1熔結(jié)加工另外,Werner和Pfleiderer公司開發(fā)了一種超高速熔結(jié)加工法
2葉片旋轉(zhuǎn)采用葉片式混合機(jī),葉片旋轉(zhuǎn)的速度可達(dá)150m/s,使物料僅在幾秒內(nèi)就可升至加工溫度。
該產(chǎn)品在選煤行業(yè)的市場占有率達(dá)到70%,在礦山、冶金、化工、廢水處理等行業(yè)的市場占有率達(dá)到40%,為這些行業(yè)的節(jié)能、降耗,提高生產(chǎn)效率打下了堅實的基礎(chǔ)。