纯超高分子量聚乙烯管材精密成型技术

项目所属行业	新材料,
项目实施地区	不限
项目分类	产业项目
项目投资总额	500（万 人民币）
尚缺资金	500（万 单位同上）
所需资金	500（万 单位同上）
融资方式	成果转让,风险投资,合作,
项目概述	超高分子量聚乙烯（UHMWPE）是一种线性结构的具有优异综合性能的热塑性工程塑料，因分子量极高而具有其它塑料无可比拟的优异的耐冲击、耐磨损、自润滑性、耐化学腐蚀、卫生无毒环保、不易薪附、不易吸水、密度较小等性能，在国内外有“惊异塑料”之称。UHMWPE优异的物理机械性能，使得UHMWPE管材在国民经济各方面具有广泛的用途。 通过对超高分子量聚乙烯管材在耐磨损性、耐腐蚀性、耐压性、环境应力开裂性、耐冲击性及消音性和卫生性、力学特性和成本与价格方面作了相关实验和详细分析，得出UHMWPE管材的性能价格比优越明显,不仅可以输送一般性和特殊性流体、气体,而且是颗粒、粉状物料及浆体、固液混合物输送的耐磨、耐腐蚀的最佳管材,应用领域极为广阔。 目前市场上普遍采用UHMWPE管材成型方法是柱塞挤出成型和普通单螺杆挤出成型，都存在一定的技术缺陷，前者不能连续生产，效率低且不能成型大口径的管材；后者虽然可以连续生长，但必须添加一定的添加剂，来改变其成型过程中的熔体的流动性，这同时使得成型后UHNWPE管材的分子量的降低，从而降低了其优异的使用性能。在不改性的前提下，实现UHMWPE管材的连续成型是解决UHMWPE管材成型难的关键所在，这正是各国从业人员所追逐的目标。 本课题组从2004年开始从UHMWPE管材成型原理上进行突破和创新，进行了一定的理论探讨和试验。针对纯UHMWPE在高弹态下具有可挤压的特性，设想了在挤出机的机筒内进行纯UHMWPE管材成型的可能性，于2007年成功挤出了未改性的UHMWPE管材。最近在此基础上，通过气辅成型技术，在实验室实现了纯超高分子量聚乙烯管材的精密成型。     该发明解决了在熔融状态下几乎不存在粘流态的超高分子量聚乙烯进行单螺杆成型加工的难题，在完好保持超高分子量聚乙烯分子量不变的前提下，实现了超高分子量聚乙烯管材连续成型的目标。又因该技术与目前现有的超高分子量聚乙烯管材成型技术相比不需添加任何催化剂，因此生产出来的是纯的真正意义上的超高分子量聚乙烯管材。
项目前景预测	纯超高分子量聚乙烯管材作为一种综合性能优异的新型塑料管材，在代替钢管、铸铁管应用于上述行业，进行各种粉粒体、浆体、液体、气体的耐磨、耐腐蚀输送方面具有其它管材无可比拟的优越性，在国内还只是刚刚起步甚至空白，目前改性超高分子量聚乙烯管已在国内某些面粉厂、矿山得到初步应用，倍受人们的青睐。像北京面粉二厂这样的大型厂，全国便有2500多家，而象青岛面粉二厂那样的中小型厂，全国便有上万家，它们都需要纯超高分子量聚乙烯管材以解决原钢管用4～6个月、镀锌铁皮管用2～3个月便需更换的问题。每个粮食加工厂都有上千米管路，可见纯超高分子量聚乙烯管材仅在面粉行业就有巨大的需求量。而煤炭、矿山等行业的应用则更为广阔，我国煤矿多达9万余个，一千多个县有煤矿。同时我国能源结构主要以火电为主，目前我国30 万千瓦的火电厂有1000多座，如果算上10 万千瓦以上的电站，约有3千座。通常一个30 万千瓦的电厂，日燃煤消耗量约1.2万吨，产灰量2000多吨。随着我国电力工业的发展，预计到2008 年我国粉煤灰年排放量可达2.8亿吨。更有利于超高分子量聚乙烯管材的应用。加上其他的粉体行业的企业，则全国要有接近8万家企业。同时，目前河道疏浚管急待解决磨损和腐蚀问题。钢管每米重达300kg，搬运、装卸、安装都十分困难。每艘疏浚船配套管道为3-5km，全国有各种疏浚船100多艘，每年最少需250km，火力发电厂的除灰系统的粉煤灰水力输送管道，矿山、冶金行业的料浆及尾矿输送管、煤炭行业的输煤管道需求量将超过30000km，具有巨大的市场前景及经济效益。不言而喻, 纯超高分子量聚乙烯管材有着极大大市场潜力。 海外市场调研结果： 在回收的样本中显示，纯超高分子量聚乙烯管材海外市场同样具有潜力，且可接受价格都在1.5万美元以上。并且了解到国外目前的纯超高分子量聚乙烯管材价格大约在3.5-5万美元/吨。 由于目前样本量有限，不能估计实际市场情况。但从初步反馈可得知海外市场中输送管道使用寿命也存在过短现象，故纯超高分子量聚乙烯管材前景无限。
公司名称	武汉工程大学
公司介绍	项目发明人:秦建华  男 1964年10月18日生，教授 博士 硕士生导师，现任武汉工程大学材料成型及自动化研究室主任。1986年湖北工业大学机制专业毕业，1992-1995年在武汉交通科技大学攻读工程机械专业工学硕士学位，2002-2007年攻读机械科学研究院博士研究生。 与本项目相关研究工作积累：从2004年开始从事UHMWPE管材成型理论方面的研究，进行了大量的试验，总结出UHMWPE具有特殊的物理特性：当温度处于玻璃化温度(Tg)以上小于分解温度（Td）区间时，原料只表现出高弹态，而没有一般聚合物所呈现出的黏流态；同时在高弹态下很难捏合。针对UHMWPE成型的独特的特征，分别建立UHMWPE单螺杆挤出的挤出压力理论和熔融理论。针对纯UHMWPE在高弹态下具有可挤压的特性，设想了在挤出机的机筒内进行纯UHMWPE管材成型的可能性，通过对普通ST45-25单螺杆挤出机的改造，成功挤出了未改性的UHMWPE管材，该方法以申报了国家该发明专利，其公开号为CN101117017。目前，在该专利技术的基础上，通过对气辅成型UHMWPE管材有关科学问题的研究基础上，开发出气辅成型装备，在实验室实现了纯UHMWPE管材的精密成型。
所需点数	原价: 30点
所需积分	原价: 0分

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