超高分子量聚乙烯UHMWPE通常指粘均相對分子質(zhì)量超過150萬的線型聚乙烯，綜合性能非常優(yōu)異，主要表現(xiàn)為：高耐磨性、高抗沖性、自潤滑性、沖擊能吸收性、化學(xué)穩(wěn)定性高、高抗粘附性等，被國外稱為“令人驚異的塑料”而受到重視。但由于樹脂粘度極高，臨界剪切速率很低，熔融體表現(xiàn)為高彈態(tài)特性牞用傳統(tǒng)的塑料成型加工方法與傳統(tǒng)設(shè)備根本無法進(jìn)行加工。長期以來，受限于生產(chǎn)效率極低的間歇式壓制燒結(jié)和往復(fù)式柱塞擠出成型制品，效率低、能耗高、產(chǎn)品種類單一，使得我國生產(chǎn)的U HMWPE 原料不得不廉價(jià)出口。提高其加工技術(shù)水平，使其得到更加廣泛應(yīng)用一直是化工領(lǐng)域世界各國攻堅(jiān)的難題。
本項(xiàng)目針對U HMWPE 物料的特性，通過對加工設(shè)備進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)，同時(shí)對U HMWPE 物料進(jìn)行改性，使其既能夠具有一定的加工性，又保持其原有的優(yōu)異的性能，本項(xiàng)目的技術(shù)關(guān)鍵為：1．針對U HMWPE 物料的相對分子質(zhì)量及其分布范圍，改善其熔融特性和可加工性；同時(shí)不能降低U HMWPE 本身所具有的優(yōu)良特性，不大幅增加原材料的成本。在此基礎(chǔ)上開發(fā)出了適合U HMWPE 單螺桿連續(xù)擠出的專用配方。經(jīng)測試，U HMW － PE 擠出制品與原樹脂的各項(xiàng)力學(xué)性能指標(biāo)基本相當(dāng)；2．根據(jù)U HMWPE 原材料的成型特性設(shè)計(jì)出了專用單螺桿擠出系統(tǒng)：包括強(qiáng)制加料系統(tǒng)、大推力防抱軸螺桿系統(tǒng)、高效冷卻及定型系統(tǒng)等，成功實(shí)現(xiàn)了連續(xù)、穩(wěn)定、高效的擠出生產(chǎn)，能夠生產(chǎn)傳統(tǒng)加工工藝方法無法生產(chǎn)的管材、棒材產(chǎn)品；3．通過試驗(yàn)和機(jī)頭理論計(jì)算，設(shè)計(jì)出特殊結(jié)構(gòu)的專用管材模具，解決了物料粘附模具表面，在模具中能較好的形成滑流流動(dòng)狀態(tài)；4．由于采用設(shè)備與加工工藝相結(jié)合的方式，降低了配方中流動(dòng)改性的要求，不僅原料組分價(jià)格低廉，而且無需專門對原料進(jìn)行造粒即可直接擠出，從而可得到優(yōu)良外觀和內(nèi)在性能的本色管材制品。
本項(xiàng)目研制的技術(shù)已被授予國家實(shí)用新型專利、發(fā)明專利，其生產(chǎn)技術(shù)及生產(chǎn)設(shè)備于2001年1月在管材生產(chǎn)廠家通過了中國石油化工總公司主持的部級(jí)鑒定。專家們一致認(rèn)為該設(shè)備具有連續(xù)、均勻、高效、穩(wěn)定、自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)，其技術(shù)成熟具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。設(shè)備主要技術(shù)性能達(dá)到國際同類技術(shù)的先進(jìn)水平，填補(bǔ)了國內(nèi)超高分子量聚乙烯管材高效連續(xù)生產(chǎn)技術(shù)的空白。
本項(xiàng)目研究開發(fā)完成后，不僅解決了該樹脂高效連續(xù)成型的關(guān)鍵技術(shù)問題，而且推動(dòng)了這種高性能工程塑料的廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)有壓制燒結(jié)生產(chǎn)U HMWPE 板材與柱塞擠出生產(chǎn)棒材、管材制品，由于生產(chǎn)效率低下，我國每年消耗的U HMWPE 原料僅為2000～3000噸，本項(xiàng)目研究的擠出技術(shù)，單條生產(chǎn)線年產(chǎn)量就達(dá)到了200～1000噸。根據(jù)目前工業(yè)應(yīng)用管道的市場價(jià)格，U HMWPE 原材料市場價(jià)格及進(jìn)口同類管道產(chǎn)品價(jià)格水平，預(yù)計(jì)U HMWPE 管材的銷售價(jià)格將在 4.0萬元／噸左右，本項(xiàng)目投產(chǎn)年產(chǎn)1000噸管材，可實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)值4000萬元，利潤超過2000萬元。另根據(jù)目前普通高密度聚乙烯大口徑管材的出口情況，U HMWPE 大口徑管材具有一定的競爭力，按年出口500噸，出口價(jià)格為1萬美元／噸，則可實(shí)現(xiàn)年創(chuàng)匯500萬美元。而從國外進(jìn)口的U HMWPE 管材價(jià)格高達(dá)4～5萬美元，由于國產(chǎn)U HMWPE 管材價(jià)格上具有的極大優(yōu)勢，因此可減輕國內(nèi)企業(yè)負(fù)擔(dān)，節(jié)約大量外匯。因此該產(chǎn)品具有很高的經(jīng)濟(jì)效益。
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