第一節(jié) 產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

1、改進(jìn)擠出工藝

采用新穎的雙向拉伸工藝制備增強(qiáng)UHMWPE管材，其具體制造方法是，在UHMWPE中填充炭黑、聚乙烯蠟等，將物料置于擠出機(jī)中進(jìn)行塑化并高壓擠出，擠出的原料進(jìn)人非中心進(jìn)料分流模具中，再通過分流模具經(jīng)過塑化、固化及脫模后得到管材型坯，然后在強(qiáng)力牽引機(jī)牽引下使型坯通過雙向拉伸模具在加熱狀態(tài)下拉伸，冷卻定型后，切割成管材。該工藝生產(chǎn)的管材壁薄，成本比普通UHMWPE管材降低35％。

濟(jì)南先河科技開發(fā)有限公司通過對相對分子質(zhì)量為250萬的UHMWPE型坯進(jìn)行雙向拉伸2x2倍，用來生產(chǎn)增強(qiáng)UHMWPE管材。該公司所在的華夏管業(yè)集團(tuán)有限公司是目前國內(nèi)最大萬噸級UHMWPE管材的生產(chǎn)基地，擁有100多條最新型的增強(qiáng)UHMWPE管材生產(chǎn)線，年生產(chǎn)能力2萬t，可生產(chǎn)和配套從φ168～φ1500mm各種規(guī)格的增強(qiáng)UHMWPE管材、管件。

2、復(fù)合增強(qiáng)

1)鋼管/UHMWPE復(fù)合工藝

第一種方法為“縮徑法”。首先選用外徑比所選用鋼管內(nèi)徑大2%～5%、相對分子質(zhì)量為100萬～300萬的UHMWPE管材，使其通過縮徑機(jī)縮徑，使得UHMWPE管材的外徑比鋼管的內(nèi)徑略小些，在牽引機(jī)的作用下UHMWPE管材通過定徑導(dǎo)向套進(jìn)人到鋼管中，經(jīng)過一段時間后，因UHMWPE管材具有記憶功能，它就會與鋼管緊密地復(fù)合在一起。

第二種方法是，首先對鋼管進(jìn)行法蘭焊接，然后截取UHMWPE管材，將其內(nèi)襯于鋼管，再對UHM-WPE管材進(jìn)行加熱、保溫、翻邊、冷卻定型。內(nèi)層UHMWPE管材與外層帶法蘭的鋼管之間采用間隙配合，復(fù)合管材兩端處UHMWPE管外翻與鋼管法蘭貼合構(gòu)成連接密封面，形成整體的結(jié)構(gòu)。內(nèi)襯的UHMWPE翻直角邊，能保證管道工程的嚴(yán)密性，承受壓力可達(dá)6MPa。用此法可生產(chǎn)大口徑薄壁UH-MWPE管材，最大口徑達(dá)530mm。

2）金屬網(wǎng)骨架增強(qiáng)

金屬網(wǎng)骨架增強(qiáng)UHMWPE管材采用雙層鋼絲纏繞并以高分子粘結(jié)層融合，以UHMWPE作管材內(nèi)壁，管材外壁為HDPE層，在管材內(nèi)壁與管材外壁之間設(shè)置浸有高強(qiáng)度粘結(jié)劑的高強(qiáng)度過塑鋼絲網(wǎng)，三者以融合的方式形成整體結(jié)構(gòu)。這樣不僅使增強(qiáng)的鋼絲處于無縫的有效保護(hù)之中，而且可使加強(qiáng)結(jié)構(gòu)層與內(nèi)、外管壁完全融合而不會出現(xiàn)縫隙界面，由此可防止管內(nèi)的壓力或腐蝕性介質(zhì)可能對管材造成的侵蝕或損壞，使管材質(zhì)量和使用可靠性大大提高。該種管材具有類似鋼管的低線性膨脹系數(shù)、抗蠕變性和防紫外線照射性，且雙面防腐，導(dǎo)熱系數(shù)低，冬季使用外壁不需保溫，夏季使用亦不結(jié)露，節(jié)能性好；與其它管材相比，相同口徑管材壁厚減薄，壓力等級提高，最高壓力可達(dá)16MPa;管材聯(lián)接采用電熱熔聯(lián)接，聯(lián)接處的性能與管材性能相同，可以用作耐溫耐壓管材。

第二節(jié) 產(chǎn)品工藝特點(diǎn)或流程

增強(qiáng)超高分子量聚乙烯管生產(chǎn)主要流程

第三節(jié) 國內(nèi)外技術(shù)未來發(fā)展趨勢 分析

中國科學(xué)院與江蘇聯(lián)冠科技發(fā)展有限公司合作，提出了一種新的加工理念—近熔點(diǎn)擠出理念。該理念把粉料推進(jìn)壓實和采用低溫加工結(jié)合起來，并結(jié)合低溫擠壓、控制塑化等技術(shù)將加熱和冷卻均在同一模具中進(jìn)行，設(shè)計出適用于UHMWPE粉料和粒料擠出成型的單螺桿擠出裝置。將物料在擠出機(jī)中的輸送過程看作為輸送、壓實、預(yù)熱的固相流動過程，當(dāng)UHMWPE熔體到達(dá)出口端時已初步定型。這種工藝操作簡化了通常擠出管材的定型工序，避免了大量蓄熱導(dǎo)致UHMWPE的受熱分解。

中科院寧波材料技術(shù)和工程 研究 所采用近熔點(diǎn)擠出模頭設(shè)計、優(yōu)化的擠出工藝及大口徑薄壁管材的冷軋技術(shù)，在UHMWPE的屈服應(yīng)力下，不但使之順利成型，而且憑借UHMWPE管材的形狀記憶功能，解決了無粘結(jié)劑的鋼管／塑料管材的復(fù)合問題，最大限度地保持了UHMWPE優(yōu)異的物理、力學(xué)性能。

此外，在材料改性方面，還有中低相對分子質(zhì)量PE改性、流動改性劑改性、無機(jī)粘土改性、納米材料改性等。在加工技術(shù)方面，劉鵬波等采用輻照技術(shù)提高UHMWPE的加工流動性；北京化工大學(xué)研制出新型高效的單螺桿擠出機(jī)；青島遠(yuǎn)東塑料工程有限公司利用自行設(shè)計制造的立式推壓燒結(jié)加工設(shè)備成功開發(fā)UHMWPE薄壁管材等。特別是上海聯(lián)海橡塑科技有限公司研發(fā)了高性能的UHMWPE管材制造及其管材連接技術(shù)順利實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，該技術(shù)的研發(fā)成功標(biāo)志著我國的UHMWPE管材制造業(yè)已達(dá)到了該領(lǐng)域的國際先進(jìn)水平。

可以肯定，隨著對UHMWPE改性 研究 的不斷深人，新的成型加工技術(shù)及工藝的不斷開發(fā)，UHM-WPE的優(yōu)異性能將會得到最大的發(fā)揮，UHMWPE管材的實際應(yīng)用將得到進(jìn)一步的推廣，其應(yīng)用領(lǐng)域必將越來越廣泛。


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