由于超高(gāo)分子量聚乙烯(UHMW-PE)熔融狀态的粘度高(gāo)達108Pa*s，流動性極差，其熔體(tǐ)指數(shù)幾乎為(wèi)零，所以很(hěn)難用一般的機械加工方法進行(xíng)加工。超高(gāo)分子量聚乙烯(UHMW-PE)的加工技(jì)術(shù)得(de)到了迅速發展，通(tōng)過對普通(tōng)加工設備的改造，已使超高(gāo)分子量聚乙烯(UHMW-PE)由最初的壓制(zhì)-燒結成型發展為(wèi)擠出、吹塑和(hé)注射成型以及其它特殊方法的成型。
一般
1.壓制(zhì)燒結
(1)壓制(zhì)燒結是超高(gāo)分子量聚乙烯(UHMW-PE)最原始的加工方法。此法生(shēng)産效率頗低(dī)，易發生(shēng)氧化和(hé)降解。為(wèi)了提高(gāo)生(shēng)産效率，可(kě)采用直接電(diàn)加熱法
(2)超高(gāo)速熔結加工法，采用葉片式混合機，葉片旋轉的最大(dà)速度可(kě)達150m/s，使物料僅在幾秒(miǎo)內(nèi)就可(kě)升至加工溫度。
2.擠出成型
擠出成型設備主要有(yǒu)柱塞擠出機、單螺杆擠出機和(hé)雙螺杆擠出機。雙螺杆擠出多(duō)采用同向旋轉雙螺杆擠出機。
60年代大(dà)都采用柱塞式擠出機，70年代中期，日、美、西德等先後開(kāi)發了單螺杆擠出工藝。日本三井石油化學公司最早于1974年取得(de)了圓棒擠出技(jì)術(shù)的成功。我國于1994年底研制(zhì)出Φ45型超高(gāo)分子量聚乙烯(UHMW-PE)專用單螺杆擠出機，并于1997年取得(de)了Φ65型單螺杆擠出管材工業化生(shēng)産線的成功。
(3)注塑成型
日本三井石油化工公司于1974年開(kāi)發了注塑成型工藝，并于1976年實現了商業化，之後又開(kāi)發了往複式螺杆注塑成型技(jì)術(shù)。1985年美國Hoechst公司也實現了超高(gāo)分子量聚乙烯(UHMW-PE)的螺杆注塑成型工藝。我國1983年對國産XS-ZY-125A型注射機進行(xíng)了改造，成功地注射出啤酒罐裝生(shēng)産線用超高(gāo)分子量聚乙烯(UHMW-PE)托輪、水(shuǐ)泵用軸套，1985年又成功地注射出醫(yī)用人(rén)工關節等。
(4)吹塑成型
超高(gāo)分子量聚乙烯(UHMW-PE)加工時(shí)，當物料從口模擠出後，因彈性恢複而産生(shēng)一定的回縮，并且幾乎不發生(shēng)下垂現象，故為(wèi)中空(kōng)容器(qì)，特别是大(dà)型容器(qì)，如油箱、大(dà)桶的吹塑創造了有(yǒu)利的條件。超高(gāo)分子量聚乙烯(UHMW-PE)吹塑成型還(hái)可(kě)導緻縱橫方向強度均衡的高(gāo)性能薄膜，從而解決了HDPE薄膜長期以來(lái)存在的縱橫方向強度不一緻，容易造成縱向破壞的問題。
特殊
1. 凍膠紡絲
(1)發展過程
以凍膠紡絲-超拉伸技(jì)術(shù)制(zhì)備高(gāo)強度、高(gāo)模量聚乙烯纖維是70年代末出現的一種新穎紡絲方法。荷蘭DSM公司最早于1979年申請(qǐng)專利，随後美國Allied公司、日本與荷蘭聯合建立的Toyobo-DSM公司、日本Mitsui公司都實現了工業化生(shēng)産。中國紡織大(dà)學化纖所從1985年開(kāi)始該項目的研究，逐步形成了自己的技(jì)術(shù)，制(zhì)得(de)了高(gāo)性能的超高(gāo)分子量聚乙烯(UHMW-PE)纖維。
(2)紡絲過程
超高(gāo)分子量聚乙烯(UHMW-PE)凍膠紡絲過程簡述如下:溶解超高(gāo)分子量聚乙烯(UHMW-PE)于适當的溶劑中，制(zhì)成半稀溶液，經噴絲孔擠出，然後以空(kōng)氣或水(shuǐ)驟冷紡絲溶液，将其凝固成凍膠原絲。在凍膠原絲中，幾乎所有(yǒu)的溶劑被包含其中，因此超高(gāo)分子量聚乙烯(UHMW-PE)大(dà)分子鏈的解纏狀态被很(hěn)好地保持下來(lái)，而且溶液溫度的下降，導緻凍膠體(tǐ)中超高(gāo)分子量聚乙烯(UHMW-PE)折疊鏈片晶的形成。這樣，通(tōng)過超倍熱拉伸凍膠原絲可(kě)使大(dà)分子鏈充分取向和(hé)高(gāo)度結晶，進而使呈折疊鏈的大(dà)分子轉變為(wèi)伸直鏈，從而制(zhì)得(de)高(gāo)強度、高(gāo)模量纖維。
(3)應用
超高(gāo)分子量聚乙烯(UHMW-PE)纖維是當今世界上(shàng)第三代特種纖維，強度高(gāo)達30.8cN/dtex,比強度是化纖中最高(gāo)的，又具有(yǒu)較好的耐磨、耐沖擊、耐腐蝕、耐光等優良性能。它可(kě)直接制(zhì)成繩索、纜繩、漁網和(hé)各種織物:防彈背心和(hé)衣服、防切割手套等，其中防彈衣的防彈效果優于芳綸。國際上(shàng)已将超高(gāo)分子量聚乙烯(UHMW-PE)纖維織成不同纖度的繩索，取代了傳統的鋼纜繩和(hé)合成纖維繩等。超高(gāo)分子量聚乙烯(UHMW-PE)纖維的複合材料在軍事上(shàng)已用作(zuò)裝甲兵器(qì)的殼體(tǐ)、雷達的防護外殼罩、頭盔等;體(tǐ)育用品上(shàng)已制(zhì)成弓弦、雪橇和(hé)滑水(shuǐ)闆等。
2. 潤滑擠出(注射)
潤滑擠出(注射)成型技(jì)術(shù)是在擠出(注射)物料與模壁之間(jiān)形成一層潤滑層，從而降低(dī)物料各點間(jiān)的剪切速率差異，減小(xiǎo)産品的變形，同時(shí)能夠實現在低(dī)溫、低(dī)能耗條件下提高(gāo)高(gāo)粘度聚合物的擠出(注射)速度。産生(shēng)潤滑層的方法主要有(yǒu)兩種:自潤滑和(hé)共潤滑。
(1)自潤滑擠出(注射)
超高(gāo)分子量聚乙烯(UHMW-PE)的自潤滑擠出(注射)是在其中添加适量的外部潤滑劑，以降低(dī)聚合物分子與金屬模壁間(jiān)的摩擦與剪切，提高(gāo)物料流動的均勻性及脫模效果和(hé)擠出質量。外部潤滑劑主要有(yǒu)高(gāo)級脂肪酸、複合脂、有(yǒu)機矽樹(shù)脂、石臘及其它低(dī)分子量樹(shù)脂等。擠出(注射)加工前，首先将潤滑劑同其它加工助劑一起混入物料中，生(shēng)産時(shí)，物料中的潤滑劑滲出，形成潤滑層，實現自潤滑擠出(注射)。
有(yǒu)專利報道(dào):将70份石蠟油、30份超高(gāo)分子量聚乙烯(UHMW-PE)和(hé)1份氧相二氧化矽(高(gāo)度分散的矽膠)混合造粒，在190℃的溫度下就可(kě)實現順利擠出(注射)。
(2)共潤滑擠出(注射)
超高(gāo)分子量聚乙烯(UHMW-PE)的共潤滑擠出(注射)有(yǒu)兩種情況，一是采用縫隙法将潤滑劑壓入到模具中，使其在模腔內(nèi)表面和(hé)熔融物料間(jiān)形成潤滑層;二是與低(dī)粘度樹(shù)脂共混，使其作(zuò)為(wèi)産物的一部分。
如:生(shēng)産超高(gāo)分子量聚乙烯(UHMW-PE)薄闆時(shí)，由定量泵向模腔內(nèi)輸送SH200有(yǒu)機矽油作(zuò)潤滑劑，所得(de)産品外觀質量有(yǒu)明(míng)顯提高(gāo)，特别是由于擠出變形小(xiǎo)，增加了拉伸強度。
輥壓成型
輥壓成型是一種固态加工方法，即在超高(gāo)分子量聚乙烯(UHMW-PE)的熔點以下對其施加高(gāo)壓，通(tōng)過粒子形變，有(yǒu)效地将粒子與粒子融合。主要設備是一帶有(yǒu)螺槽的旋轉輪和(hé)一帶有(yǒu)舌槽的弓形滑塊，舌槽與螺槽垂直。在加工過程中有(yǒu)效地利用了物料與器(qì)壁之間(jiān)的摩擦力，産生(shēng)的壓力足夠使超高(gāo)分子量聚乙烯(UHMW-PE)粒子發生(shēng)形變。在機座末端裝有(yǒu)加熱支台，經過模口擠出物料。如将此項輥壓裝置與擠壓機聯用，可(kě)使加工過程連續化。
熱處理(lǐ)
把超高(gāo)分子量聚乙烯(UHMW-PE)樹(shù)脂粉末在140℃~275℃之間(jiān)進行(xíng)1min~30min的短(duǎn)期加熱，發現超高(gāo)分子量聚乙烯(UHMW-PE)的某些(xiē)物理(lǐ)性能出人(rén)意料地大(dà)大(dà)改善。用熱處理(lǐ)過的超高(gāo)分子量聚乙烯(UHMW-PE)粉料壓制(zhì)出的制(zhì)品和(hé)未熱處理(lǐ)過的UHMPWE制(zhì)品相比較，前者具有(yǒu)更好的物理(lǐ)性能和(hé)透明(míng)性，制(zhì)品表面的光滑程度和(hé)低(dī)溫機械性能大(dà)大(dà)提高(gāo)了。
射頻
采用射頻加工超高(gāo)分子量聚乙烯(UHMW-PE)是一種嶄新的加工方法，它是将超高(gāo)分子量聚乙烯(UHMW-PE)粉末和(hé)介電(diàn)損耗高(gāo)的炭黑(hēi)粉末均勻混合在一起，用射頻輻照，産生(shēng)的熱可(kě)使超高(gāo)分子量聚乙烯(UHMW-PE)粉末表面發生(shēng)軟化，從而使其能在一定壓力下固結。用這種方法可(kě)在數(shù)分鍾內(nèi)模壓出很(hěn)厚的大(dà)型部件，其加工效率比超高(gāo)分子量聚乙烯(UHMW-PE)常規模壓加工高(gāo)許多(duō)倍。
多(duō)孔膜
将超高(gāo)分子量聚乙烯(UHMW-PE)溶解在揮發溶劑中，連續擠出，然後經一個(gè)熱可(kě)逆凝膠/結晶過程，使其成為(wèi)一種濕潤的凝膠膜，蒸除溶劑使膜幹燥。由于已形成的骨架結構限制(zhì)了凝膠的收縮，在幹燥過程中産生(shēng)微孔，經雙軸拉伸達到最大(dà)空(kōng)隙率而不破壞完整的多(duō)孔結構。這種材料可(kě)用作(zuò)防水(shuǐ)、通(tōng)氧織物和(hé)耐化學品服裝，也可(kě)用作(zuò)超濾/微量過濾膜、複合薄膜和(hé)蓄電(diàn)池隔闆等。與其它方法相比，由此法制(zhì)備的多(duō)孔超高(gāo)分子量聚乙烯(UHMW-PE)膜具有(yǒu)最佳的孔徑、強度和(hé)厚度等綜合性能。
