一、定义

超高分子量聚乙烯是一种分子量在100万～700万以上的聚乙烯材料，具有高强度、耐冲击、耐磨损、自润滑、耐化学腐蚀、耐低温等优异性能。聚乙烯可以划分为低密度聚乙烯（LDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）、线性低密度聚乙烯（LLDPE）、EVA树脂和超高分子量聚乙烯等种类。由于它们具有很强的抗冲击性、耐磨性和耐化学性，因此常用于高负荷机械零部件和食品加工机械等。超高分子量聚乙烯是工程塑料的一种，被归类为超级工程塑料，具有更好的性能。

二、特性

超高分子量聚乙烯具有各种的优点和缺点。

1、超高分子量聚乙烯的优点

（1）较强的抗冲击性

UHMWPE的冲击强度在整个工程塑料中名列前茅。即使在低温下也能保持优异的耐冲击性，甚至在液氮中（－196℃）也具有良好的冲击强度，这一特性是其他塑料所不具备的。UHMWPE的冲击强度约为聚碳酸酯的2倍，ABS的5倍，PA、聚甲醛和PBT的10余倍。

（2）高耐磨性

超高分子量聚乙烯的耐磨性居塑料之首，比碳钢、黄铜高数倍，并且随着相对分子质量的增大其耐磨性还能进一步提高。与POM等尼龙系树脂相比，它的耐磨性更强，因此常用于导轨等应用中。

（3）自润滑性

自润滑性优异，动摩擦因数很低，可以和聚四氟乙烯媲美。UHMWPE的动摩擦因数在水润滑条件下是PA66和POM的1／2，在无润滑条件下仅次于塑料中自润滑性最好的PTFE。当它以滑动或转动形式工作时，比钢和黄铜添加润滑油后的滑动性能还要好。UHMWPE的价格又低，因此，在摩擦学领域，被誉为成本性能比非常理想的摩擦材料。

（4）高耐化学腐蚀性

它的高分子量使其具有抗化学反应的能力，耐化学性较强是它的另一个优点。因此，它还可用于食品加工机械和其他易受水、盐和酸影响的领域。超高分子量聚乙烯具有优良的耐化学药品性能。

（5）低吸水性

超高分子量聚乙烯的吸水率在工程塑料中是最小的，这是由于超高分子量聚乙烯的分子链仅由碳、氢元素组成，分子中无极性基团，所以吸水率极低。因此，制品即使是在潮湿环境中也不会因吸水而使尺寸发生变化，同时也不会影响制品的精度和耐磨性等力学性能，并且在成型加工前原料不需要干燥处理。

2、超高分子量聚乙烯的缺点

（1）受温度影响尺寸变化大

在工程塑料中，超高分子量聚乙烯的线膨胀系数最大。因此，其尺寸经常会因温度而发生变化，加工过程中的热效应往往会导致加工后的尺寸变化。在与其他零部件组装或储存时，周围区域的温度控制非常重要。

（2）不适合粘合加工

由于其高度的自润滑特性，难以粘合，这是它的一个缺点。因此，这种材料不适合进行粘合加工。当与其他零部件组合时，必须事先设计好，以便以其他方式组装。

三、应用

1、新能源与锂电池领域

锂电池隔膜：UHMWPE因其高化学稳定性和耐高温性能，成为锂电池隔膜的核心材料。2023年全球锂电池隔膜需求达11万吨，占UHMWPE总需求的40%。

氢能储运：UHMWPE纤维增强复合材料可用于高压储氢罐，提高安全性和轻量化水平。

2、机器人及高端制造

人形机器人腱绳材料：UHMWPE纤维的高比强度（钢丝的15倍）和低密度（比钢丝轻87.5%）使其成为机器人灵巧手腱绳的理想材料，特斯拉等公司已进行测试应用。

机器人结构件：用于轻量化关节、外壳及传动部件，替代传统金属材料。

3、国防军工与航空航天

防弹装备：UHMWPE纤维用于防弹衣、防弹头盔及装甲防护，其抗冲击性能优于芳纶和碳纤维。

航天器部件：用于飞机翼尖结构、无人机框架及航天器减速伞，降低重量并提高耐久性。

4、医疗与生物医学

人工关节：UHMWPE是髋关节、膝关节置换的首选材料，耐磨性优异（磨损率仅0.68 mm³/年）。

骨修复与牙科材料：改性UHMWPE用于骨组织工程和牙科植入物，提高生物相容性。

5、海洋与工业应用

深海缆绳与渔网：UHMWPE纤维耐海水腐蚀和紫外线，用于远洋捕捞和船舶系泊。

工业耐磨部件：输送带衬板、轴承、齿轮等，寿命比金属长10倍以上。

6、体育与户外装备

高性能运动器材：滑雪板、钓鱼线、安全头盔等，利用其轻量化和抗冲击性。