情報センター

Bobby Brown

Post 2016-09-09

UPE, UHMWPE, UHMW とは？

超高分子量ポリエチレン（Ultra-high-molecular-weight polyethylene、略称：UHMWPE、UHMW）は、熱可塑性ポリエチレンの一種です。高弾性率ポリエチレン（High-modulus polyethylene、略称：HMPE）や高性能ポリエチレン（High-performance polyethylene、略称：HPPE）とも呼ばれ、非常に長い分子鎖を持ち、その分子量は通常350万から750万amuの範囲です。この長い分子鎖は、分子間相互作用を強化することで負荷を効果的にポリマー骨格へ伝える役割を果たします。その結果、現在製造されている熱可塑性樹脂の中で最も高い衝撃強度を有する非常に強靭な材料となっています。

超高分子量ポリエチレン（UHMWPE）の重合は、1950年代にRuhrchemie AGによって商業化されました。この会社はその後、幾度か名称を変更しています。現在では、最終製品の形状に直接成形可能なUHMWPE粉末材料が、Ticona、Braskem、DSM、帝人（エンデュマックス）、セラニーズ、三井化学などの企業によって製造されています。加工されたUHMWPEは、繊維、シート、ロッドなど、さまざまな形態で提供されています。

UPEの化学的性質と用途

UPEの構造と化学耐性

超高分子量ポリエチレン（Ultra-High Molecular Weight Polyethylene、UHMWPE）は、一般的なポリエチレン（PE）と分子構造が類似していますが、分子量が非常に高く、通常350万から750万amu（またはダルトン）の範囲です。この独自の分子構造により、UHMWPEは卓越した機械的強度と化学的耐性を備えています。特に酸、アルカリ、およびほとんどの有機溶媒に対して優れた耐性を発揮します。

UHMWPEは、ほとんどの環境下で安定した性能を維持できるため、医療分野および工業分野で広く使用されています。実験室環境では、硫酸、塩酸、水酸化ナトリウムなどの高濃度の化学薬品にも耐えることが確認されています。

UPE機械的特性と結晶性

機械的性能
超高分子量ポリエチレン（UHMWPE）は、機械的性能において非常に優れており、他の熱可塑性樹脂をはるかに凌ぐ耐摩耗性を誇ります。その卓越した自己潤滑特性により、高摩耗環境で運用される産業機械や輸送機器などの分野で理想的な素材となっています。UHMWPEの高い耐久性は、部品の寿命を大幅に延ばし、メンテナンスの手間やコストを削減します。
結晶性
UHMWPEの結晶性は高密度ポリエチレン（HDPE）に類似していますが、その超高分子量により、強度と靭性が格段に向上しています。この強化された分子構造により、応力下での性能が向上し、変形に対する耐性が高まります。これらの特性は、高負荷が求められる用途において非常に重要であり、優れた材料性能を発揮します。

UPE融点と熱膨張

融点
超高分子量ポリエチレン（UHMWPE）の融点は約130°Cと比較的低めですが、そのユニークな超高分子量構造により、高温環境でも優れた熱的安定性を発揮します。この安定性は、熱的ストレス下で一貫した性能が求められる用途において不可欠です。
熱膨張
UHMWPEは、低い熱膨張係数を示し、温度変動があっても寸法安定性を維持できる点が大きな利点です。また、多くの他の材料とは異なり、低温環境でも脆くなることはありません。0°C以下の温度でも、UHMWPEは優れた靭性と強度を保持するため、寒冷環境での用途にも適しています。

UPE 耐薬品性チャート

このチャートの使い方

» 記号の意味:

OK: 推奨されます。
△: 事前にテストして使用可能か確認する必要があります。
X: 推奨されません。
N/A: 参照可能な関連データがありません。

» このチャートは単一の化学物質に対する材料の結果のみを提供します。クライアントが複数の化学物質を同時に使用する場合は、経験に基づいて材料を選んでください。 » このチャートは参考用であり、すべての作業環境に適用されるものではありません。実際の経験に基づいて設計機器を参照してください。

分類	英文名	日本語名	UPE
有機酸	Acetic acid	酢酸	OK (10% - 100% @ 20˚C) △ (80% - 100% @ 60˚C)
	Acetic acid, glacial	氷酢酸	N/A
	Acetic anhydride	酢酸無水物	N/A
	Citric acid	クエン酸	N/A
有機化合物	Acetaldehyde	アセトアルデヒド	N/A
	Acetone	アセトン	N/A
	Methyl alcohol	メタノール	OK (20˚C, 60˚C)
	Aniline	アニリン	N/A
	Benzaldehyde	ベンズアルデヒド	N/A
	Benzene	ベンゼン	△ (20˚C)X (60˚C)
	Benzyl alcohol	ベンジルアルコール	N/A
	Benzyl chloride	塩化ベンジル	N/A
	Corn oil	コーン油	N/A
	Ethanol	エタノール	N/A
	Ethylene glycol	エチレングリコール-(1,2)	OK (20˚C, 60˚C)
	Fatty acid	脂肪酸	N/A
	Formaldehyde	ホルムアルデヒド	N/A
	Formic acid	ギ酸	OK (20˚C, 60˚C)
	Hexane	ヘキサン	N/A
	Lactic acid	乳酸	N/A
	Methanol	メタノール	N/A
	Paraffin oil	パラフィン油	N/A
	Petroleum	石油	N/A
	Phenol	フェノール	N/A
	Propane, liq	液化プロパン	N/A
	Propanol	プロパノール	N/A
	Stearic acid	ステアリン酸	N/A
	Tannic acid	タンニン酸	N/A
	Tartaric acid	酒石酸	N/A
	Toluene	トルエン	X (20˚C, 60˚C)
	Urea	尿素	N/A
無機化合物	Ammonia	アンモニア	OK (20˚C, 60˚C)
	Ammonium chloride	塩化アンモニウム	OK (20˚C, 60˚C)
	Ammonium hydroxide	水酸化アンモニウム	N/A
	Ammonium nitrate	硝酸アンモニウム	OK (20˚C, 60˚C)
	Ammonium sulfate	硫酸アンモニウム	OK (20˚C, 60˚C)
	Aqua regia	王水	N/A
	Barium chloride	塩化バリウム	N/A
	Barium hydroxide	水酸化バリウム	N/A
	Brine	塩水	N/A
	Calcium Chloride	塩化カルシウム	OK (20˚C, 60˚C)
	Calcium hydroxide	水酸化カルシウム	OK (20˚C, 60˚C)
	Carbonic acid	炭酸	N/A
	Chloric acid	塩素酸	N/A
	Chlorine	塩素	N/A
	Detergent	洗剤	N/A
	Hydrobromic acid	臭化水素酸	N/A

分類	英文名	日本語名	UPE
有機酸	Acetic acid	酢酸	OK (10% - 100% @ 20˚C) △ (80% - 100% @ 60˚C)
	Acetic acid, glacial	氷酢酸	N/A
	Acetic anhydride	酢酸無水物	N/A
	Citric acid	クエン酸	N/A
有機化合物	Acetaldehyde	アセトアルデヒド	N/A
	Acetone	アセトン	N/A
	Methyl alcohol	メタノール	OK (20˚C, 60˚C)
	Aniline	アニリン	N/A
	Benzaldehyde	ベンズアルデヒド	N/A
	Benzene	ベンゼン	△ (20˚C)X (60˚C)
	Benzyl alcohol	ベンジルアルコール	N/A
	Benzyl chloride	塩化ベンジル	N/A
	Corn oil	コーン油	N/A
	Ethanol	エタノール	N/A
	Ethylene glycol	エチレングリコール-(1,2)	OK (20˚C, 60˚C)
	Fatty acid	脂肪酸	N/A
	Formaldehyde	ホルムアルデヒド	N/A
	Formic acid	ギ酸	OK (20˚C, 60˚C)
	Hexane	ヘキサン	N/A
	Lactic acid	乳酸	N/A
	Methanol	メタノール	N/A
	Paraffin oil	パラフィン油	N/A
	Petroleum	石油	N/A
	Phenol	フェノール	N/A
	Propane, liq	液化プロパン	N/A
	Propanol	プロパノール	N/A
	Stearic acid	ステアリン酸	N/A
	Tannic acid	タンニン酸	N/A
	Tartaric acid	酒石酸	N/A
	Toluene	トルエン	X (20˚C, 60˚C)
	Urea	尿素	N/A
無機化合物	Ammonia	アンモニア	OK (20˚C, 60˚C)
	Ammonium chloride	塩化アンモニウム	OK (20˚C, 60˚C)
	Ammonium hydroxide	水酸化アンモニウム	N/A
	Ammonium nitrate	硝酸アンモニウム	OK (20˚C, 60˚C)
	Ammonium sulfate	硫酸アンモニウム	OK (20˚C, 60˚C)
	Aqua regia	王水	N/A
	Barium chloride	塩化バリウム	N/A
	Barium hydroxide	水酸化バリウム	N/A
	Brine	塩水	N/A
	Calcium Chloride	塩化カルシウム	OK (20˚C, 60˚C)
	Calcium hydroxide	水酸化カルシウム	OK (20˚C, 60˚C)
	Carbonic acid	炭酸	N/A
	Chloric acid	塩素酸	N/A
	Chlorine	塩素	N/A
	Detergent	洗剤	N/A
	Hydrobromic acid	臭化水素酸	N/A
	Hydrochloric acid	塩酸	OK (20˚C, 60˚C)
	Hydrofluoric acid	フッ化水素酸	N/A
	Hydrogen peroxide	過酸化水素	N/A
	Nitric acid	硝酸	OK (0% - 30% @ 20˚C) △ (30% - 50% @ 20˚C, 60˚C) X (≥ 70% @ 20˚C, 60˚C) X (発煙 @ 20˚C, 60˚C)
	Phosphoric acid	リン酸	N/A
	Potassium hydroxide	水酸化カリウム	OK (20˚C, 60˚C)
	Potassium nitrate	硝酸カリウム	N/A
	Potassium sulfate	硫酸カリウム	N/A
	Sodium carbonate	炭酸ナトリウム	OK (20˚C, 60˚C)
	Sodium hydroxide	水酸化ナトリウム	OK (20˚C, 60˚C)
	Sodium nitrate	硝酸ナトリウム	N/A
	Sulfuric acid	硫酸	OK (0% - 80% @ 20˚C) △ (98% @ 20˚C) X (80% - 98% @ 60˚C) X (発煙 @ 20˚C, 60˚C)
	Sulfur dioxide	二酸化硫黄	N/A