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UHMW-PE膜_UHMW-PE膜的制备工艺有哪些?

时间:2026-01-08 浏览:24

       UHMW-PE 膜(超 高分子量聚乙烯膜)因原料熔融粘度极 高,无法采用普通 PE 膜的吹膜工艺,需依托专用成型工艺制备,主流工艺分为挤出流延工艺、压制烧结工艺、微孔发泡工艺三类,部分小众工艺可用于特殊场景,具体如下:

挤出流延工艺(主流超薄 UHMW-PE 膜工艺)

这是制备厚度 0.01~0.1mm 超薄 UHMW-PE 膜的核心工艺,生产效率高、膜面平整度好,适用于食品包装、医用防护等场景。

核心步骤

原料预处理:将分子量 100 万~500 万的 UHMW-PE 粉末,与少量加工助剂(如石蜡油)混合,降低熔融粘度。

熔融挤出:采用高扭矩双螺杆挤出机,升温至 180~220℃ 使原料达到粘流态,通过狭缝模头(模口间隙 0.1~0.5mm)均匀挤出。

流延冷 却:熔体贴合在 20~40℃ 的冷 却辊表面,快速冷 却定型,避免分子链过度结晶导致膜材脆化。

牵引收卷:控制牵引比在 3:1~5:1,适度拉伸使分子链沿牵引方向取向,提升膜材韧性,收卷得到成品膜。

工艺优势:膜厚偏差小(±3% 以内)、生产连续化,适合大规模量产;

注意事项:挤出温度需精 准控制,温度过高会导致原料降解,温度过低则挤出困难。

压制烧结工艺(厚膜 / 板材成型工艺)

适用于制备厚度 0.1~5mm 的致密 UHMW-PE 厚膜或板材,耐磨性能优异,多用于工业衬垫、防腐隔离场景。

核心步骤

冷压成坯:将 UHMW-PE 粉末装入模具,在 15~30MPa 压力下冷压保压 5~10min,形成密实的素坯(厚度与终膜厚一致)。

梯度烧结:将素坯送入烧结炉,以 5~10℃/min 的速率升温至 160~200℃,保温 1~3 小时,使 UHMW-PE 颗粒熔融融 合;升温速率过快会导致坯体内部产生气泡和应力。

缓慢冷 却:烧结后以 2~3℃/min 的速率随炉冷 却至室温,避免快速降温导致膜材开裂,冷 却后脱模得到成品。

工艺优势:膜材致密度高、耐磨性强;

注意事项:生产周期长,适合小批量定制化生产。

微孔发泡工艺(功能性防水透湿膜工艺)

用于制备孔径 0.1~10μm、孔隙率 50%~80% 的微孔 UHMW-PE 膜,主打防水透湿功能,适用于户外服装、医用防护服等场景。

核心步骤

发泡剂掺混:将 UHMW-PE 粉末与物理发泡剂(如氮气、二氧化碳)或化学发泡剂混合,均匀分散在原料中。

熔融挤出:通过挤出机加热至 190~210℃,使发泡剂溶解在熔体中,形成过饱和溶液。

降温降压成核:熔体经冷 却模头降温,同时压力骤降,发泡剂析出形成微小气泡核。

双向拉伸扩孔:将含气泡的坯膜加热至 100~120℃,进行纵向 + 横向双向拉伸(拉伸倍率 3~8 倍),气泡被拉伸成微孔,热定型(120~140℃)防止微孔回缩。

工艺优势:膜材兼具防水性和透湿性;

注意事项:拉伸倍率需精 准控制,过高易导致膜材撕裂。

小众工艺(特殊场景适用)

浸渍涂层工艺:将纤维织物浸入 UHMW-PE 分散液,经干燥、烧结后形成复合膜,多用于耐磨过滤材料;

热压延工艺:将 UHMW-PE 烧结坯料通过热压辊压延成膜,适用于制备厚度 0.5~2mm 的中厚膜,但膜厚均匀性较差。


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