復(fù)合材料增強(qiáng)體的種類與性能

1、高性能樹脂及高性能樹脂及復(fù)合材料復(fù)合材料增強(qiáng)材料的種類與性能復(fù)合材料：由兩種或兩種以上化學(xué)性質(zhì)或組織結(jié)構(gòu)不同復(fù)合材料：由兩種或兩種以上化學(xué)性質(zhì)或組織結(jié)構(gòu)不同的材料組合而成的材料。的材料組合而成的材料。復(fù)合材料復(fù)合材料多相材料多相材料增強(qiáng)相：增強(qiáng)相：起承受應(yīng)力（結(jié)構(gòu)復(fù)合材料）起承受應(yīng)力（結(jié)構(gòu)復(fù)合材料）和顯示功能（功能復(fù)合材料）的作用和顯示功能（功能復(fù)合材料）的作用基體相：基體相：是連續(xù)相材料，作用是把改善性是連續(xù)相材料，作用是把改善性能的增強(qiáng)相材料固結(jié)成一體，并傳遞應(yīng)力能的增強(qiáng)相材料固結(jié)成一體，并傳遞應(yīng)力The most important parts include:Reinforced ma

2、terialsMatrix materialsInterface between themMatrix materialsPolymer (Resin) matrixMetal matrixCeramic matrix纖維增強(qiáng)樹脂基材料中基體的主要作用有：纖維增強(qiáng)樹脂基材料中基體的主要作用有：將纖維粘合成整體并使纖維位置固定，在纖維之間將纖維粘合成整體并使纖維位置固定，在纖維之間傳遞載荷，并使載荷均衡；傳遞載荷，并使載荷均衡；決定復(fù)合材料的一些性能。如復(fù)合材料的高溫使用決定復(fù)合材料的一些性能。如復(fù)合材料的高溫使用性能性能( (耐熱性耐熱性) )、剪切性能、耐介質(zhì)性能、剪切性能、耐介質(zhì)性能( (

3、如耐水性、耐如耐水性、耐化學(xué)性化學(xué)性) )等；等；決定復(fù)合材料的成型工藝方法及工藝參數(shù)的選擇；決定復(fù)合材料的成型工藝方法及工藝參數(shù)的選擇；保護(hù)纖維免受各種損傷。保護(hù)纖維免受各種損傷。此外，對(duì)復(fù)合材料如橫向性能、縱向拉伸、壓縮性能、此外，對(duì)復(fù)合材料如橫向性能、縱向拉伸、壓縮性能、疲勞性能、斷裂韌性等也有一定的影響。疲勞性能、斷裂韌性等也有一定的影響。界面的基本概念和粘結(jié)理論界面的基本概念和粘結(jié)理論界面是復(fù)合材料的三要素之一。界面是復(fù)合材料的三要素之一。對(duì)于纖維增強(qiáng)復(fù)合材料來說，沒有一個(gè)良好結(jié)合的界對(duì)于纖維增強(qiáng)復(fù)合材料來說，沒有一個(gè)良好結(jié)合的界面，面，纖維增強(qiáng)作用纖維增強(qiáng)作用和和基體應(yīng)力轉(zhuǎn)移基體應(yīng)

4、力轉(zhuǎn)移過程就無從談起。過程就無從談起。界面結(jié)構(gòu)和性質(zhì)上的復(fù)雜性以及界面本身表征的難度，界面結(jié)構(gòu)和性質(zhì)上的復(fù)雜性以及界面本身表征的難度，有必要對(duì)有必要對(duì)界面的基本概念和界面內(nèi)的作用界面的基本概念和界面內(nèi)的作用作些概述。作些概述。通常認(rèn)為界面不是一個(gè)單一的結(jié)合面，而是通常認(rèn)為界面不是一個(gè)單一的結(jié)合面，而是有一定厚度和不同作用區(qū)域的界面層。許多有一定厚度和不同作用區(qū)域的界面層。許多研究表明，纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的界面是一個(gè)研究表明，纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的界面是一個(gè)界面層。界面層。由由纖維表面層纖維表面層、纖維與基體相互作用和纖維與基體相互作用和滲透部分滲透部分、以及、以及基體表面層基體表面層構(gòu)成的多層構(gòu)成的

5、多層過渡層。過渡層。如上圖如上圖(a)(a)所示的三個(gè)層區(qū)。所示的三個(gè)層區(qū)。如果存在粘結(jié)劑涂層時(shí)，在理論上可以將其分成兩個(gè)如果存在粘結(jié)劑涂層時(shí)，在理論上可以將其分成兩個(gè)界面區(qū)，即界面區(qū)，即基體與粘結(jié)劑基體與粘結(jié)劑界面區(qū)界面區(qū)和和粘結(jié)劑與纖維粘結(jié)劑與纖維界面界面區(qū)區(qū)。但更為實(shí)用和方便的解釋模型如圖。但更為實(shí)用和方便的解釋模型如圖(b)(b)所示，是將所示，是將原相互作用區(qū)擴(kuò)展為一個(gè)多層的粘結(jié)區(qū)，或稱為相互原相互作用區(qū)擴(kuò)展為一個(gè)多層的粘結(jié)區(qū)，或稱為相互作用區(qū)。作用區(qū)。在宏觀上，表面、界面或接觸面的概念都十分在宏觀上，表面、界面或接觸面的概念都十分明確，邊界也很容易確定；但在討論接觸面之明確，邊界也

6、很容易確定；但在討論接觸面之間的相互作用時(shí)，卻是一個(gè)微觀層次的概念。間的相互作用時(shí)，卻是一個(gè)微觀層次的概念。其其相互作用區(qū)可能是一種物理或化學(xué)的作用，相互作用區(qū)可能是一種物理或化學(xué)的作用，也可能是一種分子相互糾纏的區(qū)域。也可能是一種分子相互糾纏的區(qū)域。這些在微這些在微觀上是很難區(qū)分其邊界。觀上是很難區(qū)分其邊界。界面的粘結(jié)強(qiáng)度界面的粘結(jié)強(qiáng)度與分子的極性、相互作用力大與分子的極性、相互作用力大小以及實(shí)際產(chǎn)生糾纏的分子數(shù)量有關(guān)。小以及實(shí)際產(chǎn)生糾纏的分子數(shù)量有關(guān)。對(duì)低分子物來說，可以因?yàn)榉肿踊蛟釉诮缑鎸?duì)低分子物來說，可以因?yàn)榉肿踊蛟釉诮缑娴奈灰苹驌Q位，使物質(zhì)轉(zhuǎn)移和相互滲透。這也的位移或換位，使物質(zhì)

7、轉(zhuǎn)移和相互滲透。這也會(huì)產(chǎn)生一擴(kuò)散的過渡層，形成兩物質(zhì)間的粘結(jié)，會(huì)產(chǎn)生一擴(kuò)散的過渡層，形成兩物質(zhì)間的粘結(jié)，其其粘結(jié)強(qiáng)度取決于分子之間的作用力粘結(jié)強(qiáng)度取決于分子之間的作用力。界面間作用界面間作用擴(kuò)散纏結(jié)擴(kuò)散纏結(jié) 纖維增強(qiáng)復(fù)合材料大都是高聚物間的復(fù)合粘纖維增強(qiáng)復(fù)合材料大都是高聚物間的復(fù)合粘結(jié)。兩種高聚物表面的大分子頭端或支鏈的伸出端，會(huì)結(jié)。兩種高聚物表面的大分子頭端或支鏈的伸出端，會(huì)在其間作用面上產(chǎn)生相互的擴(kuò)散、糾纏，形成分子網(wǎng)絡(luò)，在其間作用面上產(chǎn)生相互的擴(kuò)散、糾纏，形成分子網(wǎng)絡(luò)，如圖如圖(a)(a)所示。所示。(a)化學(xué)鍵的作用化學(xué)鍵的作用化學(xué)鍵的作用形式如圖化學(xué)鍵的作用形式如圖(b)(b)所示，

8、是帶有所示，是帶有A A基團(tuán)的物質(zhì)基團(tuán)的物質(zhì)與具有與具有B B基團(tuán)的物質(zhì)相互接觸時(shí)，因基團(tuán)的物質(zhì)相互接觸時(shí)，因A A、B B基團(tuán)的化學(xué)基團(tuán)的化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)，使兩物質(zhì)以化學(xué)鍵接形式結(jié)合在一起使兩物質(zhì)以化學(xué)鍵接形式結(jié)合在一起，構(gòu)成界，構(gòu)成界面。該界面的面。該界面的強(qiáng)度直接取決于化學(xué)鍵的數(shù)量與類型強(qiáng)度直接取決于化學(xué)鍵的數(shù)量與類型。由于化學(xué)鍵的結(jié)合能量較高，因此這類界面的相對(duì)穩(wěn)由于化學(xué)鍵的結(jié)合能量較高，因此這類界面的相對(duì)穩(wěn)定性較好，不易破壞。定性較好，不易破壞。(b)靜電吸引靜電吸引靜電吸引是兩個(gè)相互靠近的表面間因各自所帶電荷的靜電吸引是兩個(gè)相互靠近的表面間因各自所帶電荷的極性不同而產(chǎn)生的相互吸引作用

9、。這種作用從廣義上極性不同而產(chǎn)生的相互吸引作用。這種作用從廣義上說，既可以是說，既可以是持久靜態(tài)作用持久靜態(tài)作用，也可以是，也可以是瞬間變化作用瞬間變化作用，屬范德華力的作用。由靜電吸引產(chǎn)生的界面粘結(jié)效果，屬范德華力的作用。由靜電吸引產(chǎn)生的界面粘結(jié)效果，在很大程度上在很大程度上取決于表面電荷的密度和兩表面相互接取決于表面電荷的密度和兩表面相互接觸的程度觸的程度，其作用形式如圖，其作用形式如圖(c)(c)所示。所示。(c)許多高聚物表面，或經(jīng)改性后的表面，或帶有涂層劑的許多高聚物表面，或經(jīng)改性后的表面，或帶有涂層劑的表面，都會(huì)存在許多游離或伸出的官能團(tuán)。這些官能團(tuán)表面，都會(huì)存在許多游離或伸出的官

10、能團(tuán)。這些官能團(tuán)的正、負(fù)極性端會(huì)吸附在相應(yīng)的陰離子或陽離子表面上，的正、負(fù)極性端會(huì)吸附在相應(yīng)的陰離子或陽離子表面上，構(gòu)成相互作用區(qū)，如圖構(gòu)成相互作用區(qū)，如圖(d)(d)所示。所示。靜電吸引作用較化學(xué)鍵要弱得多，但在良好接觸的極靜電吸引作用較化學(xué)鍵要弱得多，但在良好接觸的極性表面間，或能夠形成較多的次價(jià)鍵作用時(shí)，對(duì)界面性表面間，或能夠形成較多的次價(jià)鍵作用時(shí)，對(duì)界面強(qiáng)度的提高，就是不可忽視的一種作用形式。強(qiáng)度的提高，就是不可忽視的一種作用形式。(d)機(jī)械鎖結(jié)機(jī)械鎖結(jié)見圖見圖(e)(e)。如只考慮兩相結(jié)合面上的機(jī)械物理作用，界。如只考慮兩相結(jié)合面上的機(jī)械物理作用，界面的強(qiáng)度主要取決于表面鎖結(jié)點(diǎn)的多少

11、，即面的強(qiáng)度主要取決于表面鎖結(jié)點(diǎn)的多少，即表面粗糙表面粗糙度和材料的剪切屈服強(qiáng)度度和材料的剪切屈服強(qiáng)度。(e)如圖如圖(e)(e)所示的情形，兩物質(zhì)相切移動(dòng)時(shí)，或其間所示的情形，兩物質(zhì)相切移動(dòng)時(shí)，或其間為為剪切作用剪切作用時(shí)，界面的抗剪粘結(jié)強(qiáng)度較高，時(shí)，界面的抗剪粘結(jié)強(qiáng)度較高，兩物質(zhì)相離運(yùn)動(dòng)時(shí)，即兩物質(zhì)相離運(yùn)動(dòng)時(shí)，即界面拉伸分開界面拉伸分開時(shí)，其粘結(jié)時(shí)，其粘結(jié)強(qiáng)度較低。強(qiáng)度較低。事實(shí)上，機(jī)械鎖結(jié)是一種宏觀現(xiàn)象，在微觀的接事實(shí)上，機(jī)械鎖結(jié)是一種宏觀現(xiàn)象，在微觀的接觸面上，必定存在前述三種作用形式，故大多數(shù)觸面上，必定存在前述三種作用形式，故大多數(shù)高聚物間的界面作用形式是這里所述幾種形式的高聚物間

12、的界面作用形式是這里所述幾種形式的復(fù)合。復(fù)合。增強(qiáng)材料，是聚合物基增強(qiáng)材料，是聚合物基復(fù)合材料的復(fù)合材料的骨架骨架。是復(fù)是復(fù)合材料中能提高合材料中能提高基體基體材材料力學(xué)性能的組元物質(zhì)料力學(xué)性能的組元物質(zhì)，它是決定復(fù)合材料強(qiáng)度它是決定復(fù)合材料強(qiáng)度和剛度的主要因素。和剛度的主要因素。增強(qiáng)增強(qiáng)體材料的體材料的種類和性能種類和性能增強(qiáng)材料分類增強(qiáng)材料分類有機(jī)增強(qiáng)材料芳綸纖維、超高分子量聚乙烯纖維、聚酯纖維、棉、麻、紙等無機(jī)增強(qiáng)材料玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、晶須、石棉及金屬纖維等增強(qiáng)材料增強(qiáng)材料(物理物理形態(tài)分類形態(tài)分類)粉體增強(qiáng)材料晶須纖維Kevlar纖維玻璃纖維碳纖維碳纖維碳纖維玻璃纖維玻璃纖維硼

13、纖維硼纖維晶須晶須金屬纖維金屬纖維無機(jī)纖維無機(jī)纖維碳纖維碳纖維：是有機(jī)纖維在惰性氣氛中經(jīng)高溫碳化而成的纖維狀碳化合物，是有機(jī)纖維在惰性氣氛中經(jīng)高溫碳化而成的纖維狀碳化合物， 或是纖維化學(xué)組成中碳元素占總質(zhì)量或是纖維化學(xué)組成中碳元素占總質(zhì)量90以上的纖維。以上的纖維。NOTE：只有在碳化過程中不熔融，不劇烈分解的有機(jī)纖維才能：只有在碳化過程中不熔融，不劇烈分解的有機(jī)纖維才能作為作為CF的原料；有些纖維要經(jīng)過予氧化處理后才能符合要求。的原料；有些纖維要經(jīng)過予氧化處理后才能符合要求。根據(jù)根據(jù)原絲類型原絲類型根據(jù)根據(jù)碳纖維性能碳纖維性能根據(jù)根據(jù)碳纖維的功能碳纖維的功能根據(jù)根據(jù)制造條件和方法制造條件和方

14、法CF分類方法分類方法Carbon fiber聚丙烯腈基聚丙烯腈基粘膠基粘膠基瀝青基瀝青基木質(zhì)素纖維基木質(zhì)素纖維基其他有機(jī)纖維基其他有機(jī)纖維基根據(jù)根據(jù)原絲類型原絲類型高強(qiáng)度高強(qiáng)度CF (HS)、 高模量高模量CF (HM)、超高強(qiáng)超高強(qiáng)CF (UHS)、超高模超高模CF (UHM)、高強(qiáng)高模高強(qiáng)高模CF、中強(qiáng)中模中強(qiáng)中模CF 等等通用級(jí)通用級(jí)CF：高性能高性能CF根據(jù)根據(jù)碳纖維性能碳纖維性能拉伸強(qiáng)度拉伸強(qiáng)度1.4GPa，拉伸模量拉伸模量140GPaCarbon fiber受力結(jié)構(gòu)用受力結(jié)構(gòu)用CF耐焰用耐焰用CF導(dǎo)電用導(dǎo)電用CF潤滑用潤滑用CF耐磨用耐磨用CF活性活性CF根據(jù)根據(jù)碳纖維的功能碳纖

15、維的功能Carbon fiber碳纖維：碳化溫度碳纖維：碳化溫度12001500oC，碳含量，碳含量95以上。以上。石墨纖維：石墨化溫度石墨纖維：石墨化溫度2000oC以上，碳含量以上，碳含量99以上。以上?；钚蕴祭w維：氣體活化法，活性碳纖維：氣體活化法，CF在在6001200oC，用水蒸汽、，用水蒸汽、CO2、空氣等活化。、空氣等活化。氣相生長碳纖維：惰性氣氛中將小分子有機(jī)物在高溫下沉積成氣相生長碳纖維：惰性氣氛中將小分子有機(jī)物在高溫下沉積成纖維晶須或短纖維。纖維晶須或短纖維。根據(jù)根據(jù)制造條件和方法制造條件和方法Carbon fiber表面沉積物表面機(jī)械損傷表面裂紋表面毛纖碳纖維存在多種缺陷

16、，這些缺陷大致可分為碳纖維存在多種缺陷，這些缺陷大致可分為兩大類型。兩大類型。脆性材料脆性材料易在裂紋尖端產(chǎn)生應(yīng)力集中以裂紋迅速傳播和擴(kuò)展來形易在裂紋尖端產(chǎn)生應(yīng)力集中以裂紋迅速傳播和擴(kuò)展來形成新的表面，使集中的應(yīng)力得以消除，導(dǎo)致在較低應(yīng)力成新的表面，使集中的應(yīng)力得以消除，導(dǎo)致在較低應(yīng)力下就發(fā)生斷裂。下就發(fā)生斷裂。是制約強(qiáng)度的主要因素之一。是制約強(qiáng)度的主要因素之一。 石墨晶體結(jié)構(gòu)與亂層結(jié)構(gòu)圖石墨晶體結(jié)構(gòu)與亂層結(jié)構(gòu)圖a石墨晶體的重疊狀態(tài)；b亂層結(jié)構(gòu)的重疊狀態(tài)Carbon fiber碳纖維的結(jié)構(gòu)碳纖維的結(jié)構(gòu)碳纖維的結(jié)構(gòu)碳纖維的結(jié)構(gòu)石墨層片石墨層片石墨微晶石墨微晶（亂層結(jié)構(gòu)）（亂層結(jié)構(gòu)）石墨原纖石墨原

17、纖（條帶結(jié)構(gòu)）（條帶結(jié)構(gòu)）碳纖維碳纖維一級(jí)結(jié)構(gòu)單元一級(jí)結(jié)構(gòu)單元La12%;中堿玻璃纖維中堿玻璃纖維 6% 12%；低堿玻璃纖維低堿玻璃纖維 2% 6% ；微堿玻璃纖維微堿玻璃纖維 2%（無堿玻璃纖維）（無堿玻璃纖維）按纖維使用特性分為按纖維使用特性分為普通玻璃纖維（普通玻璃纖維（A-GF） 電工用玻璃纖維（電工用玻璃纖維（E玻璃纖維）玻璃纖維）高強(qiáng)型玻璃纖維（高強(qiáng)型玻璃纖維（S 玻璃纖維）玻璃纖維） 高模量型玻璃纖維（高模量型玻璃纖維（M-GF）耐化學(xué)藥品玻璃纖維（耐化學(xué)藥品玻璃纖維（C玻璃纖維）玻璃纖維） 耐堿玻璃纖維（耐堿玻璃纖維（ AR玻璃纖維：玻璃纖維：alkali-resistant

18、 ）低介玻璃纖維（低介玻璃纖維（ D玻璃纖維：玻璃纖維：dielectric ）高硅氧玻璃纖維高硅氧玻璃纖維 石英玻璃纖維石英玻璃纖維 玻璃纖維的分類玻璃纖維的分類纖維種類密度比拉伸強(qiáng)度MPa比彈性模量GPaE-玻纖2.54350072S-玻纖2.44470087M-玻纖2.893700118棉纖維1.53004001012鋁合金2.74046072典型GF的力學(xué)性能 密度：密度：2.42.9； 耐磨性和耐折性：都很差；耐磨性和耐折性：都很差； 熱性能：導(dǎo)熱率小熱性能：導(dǎo)熱率小0.035W/（mK），隔熱性好），隔熱性好優(yōu)良的絕熱材料；耐熱性好，軟化點(diǎn)為優(yōu)良的絕熱材料；耐熱性好，軟化點(diǎn)為550

19、580；熱膨脹系數(shù)；熱膨脹系數(shù)4.810-6/K 電性能：優(yōu)良的電絕緣材料；電性能：優(yōu)良的電絕緣材料； 光學(xué)性能：優(yōu)良的透光材料；光學(xué)性能：優(yōu)良的透光材料；玻璃纖維的物理性能 C-玻纖：對(duì)酸的穩(wěn)定性好，但對(duì)水的穩(wěn)定性差；玻纖：對(duì)酸的穩(wěn)定性好，但對(duì)水的穩(wěn)定性差； E-玻纖：耐酸性較差，但耐水性較好；玻纖：耐酸性較差，但耐水性較好； C-玻纖和玻纖和E-玻纖耐堿性接近，耐堿性好；玻纖耐堿性接近，耐堿性好； S-玻纖和玻纖和M-玻纖的耐酸性和耐水性好，耐堿性也玻纖的耐酸性和耐水性好，耐堿性也好于好于C-玻纖和玻纖和E-玻纖。玻纖。玻璃纖維的化學(xué)性能玻璃鋼應(yīng)用于體育用品玻璃鋼應(yīng)用于體育用品有機(jī)有機(jī)纖維

20、纖維芳綸纖維芳綸纖維超高分子量聚乙烯纖維超高分子量聚乙烯纖維聚酯纖維聚酯纖維芳綸纖維（芳綸纖維（Kevlar纖維纖維)是芳香族聚酰胺類纖維的是芳香族聚酰胺類纖維的總稱。最常用的為總稱。最常用的為Kevlar-49。主要性能：主要性能： 高強(qiáng)度：高強(qiáng)度：3773MPa 高模量：高模量：127158GPa 抗沖擊性好：約為石墨纖維的抗沖擊性好：約為石墨纖維的6倍、硼纖維的倍、硼纖維的3倍；倍； 低密度：低密度：1.441.45，只有鋁的一半；，只有鋁的一半； 熱膨脹系數(shù)：纖維向熱膨脹系數(shù)：纖維向-210-6/K，橫向，橫向5910-6/K。芳綸纖維芳綸纖維也稱也稱Kevlar或芳綸，即芳香族聚酰胺

21、纖維或芳綸，即芳香族聚酰胺纖維1）1960年，美國杜邦研制出年，美國杜邦研制出Nomex聚間苯二甲酰間聚間苯二甲酰間苯二胺纖維，即芳綸苯二胺纖維，即芳綸1313，耐熱纖維，耐熱纖維2）1965年，杜邦研制出年，杜邦研制出Kevlar聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺纖維，即芳綸胺纖維，即芳綸1414，高強(qiáng)高模量纖維，高強(qiáng)高模量纖維3）1974年，美國聯(lián)邦通商委員會(huì)把全芳香族聚酰胺命名年，美國聯(lián)邦通商委員會(huì)把全芳香族聚酰胺命名為為Aramid。芳綸纖維發(fā)展歷史芳綸纖維發(fā)展歷史芳綸纖維布芳綸纖維布 芳綸手套芳綸手套芳綸繩索、環(huán)形帶（套管）芳綸繩索、環(huán)形帶（套管） Kevlar纖維的制造纖維的制

22、造 芳香族聚酰胺是由酰胺鍵與兩個(gè)芳環(huán)連接而成的線性芳香族聚酰胺是由酰胺鍵與兩個(gè)芳環(huán)連接而成的線性聚合物。芳香族聚酰胺中最具代表性的首稱聚對(duì)苯二聚合物。芳香族聚酰胺中最具代表性的首稱聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺甲酰對(duì)苯二胺(Poly-p-phenylene terephthalamide)，簡(jiǎn)，簡(jiǎn)稱稱PPTA。高聚物溶液的特性：高聚物溶液的特性： 1）高聚物溶液不溶于一般的溶劑，僅溶于強(qiáng)酸，如硫酸、）高聚物溶液不溶于一般的溶劑，僅溶于強(qiáng)酸，如硫酸、氯酸、硝酸等。一般用硫酸；氯酸、硝酸等。一般用硫酸； 2）高聚物溶液呈液晶高聚物的特點(diǎn)。體積分?jǐn)?shù)）高聚物溶液呈液晶高聚物的特點(diǎn)。體積分?jǐn)?shù)20%,高取向的液晶高

23、取向的液晶,各向異性；各向異性； 3）聚合物體積分?jǐn)?shù)）聚合物體積分?jǐn)?shù)18-22%，溫度，溫度90處于可紡性良好的低處于可紡性良好的低粘度區(qū)。粘度區(qū)。Kevlar纖維的制造纖維的制造超高分子量聚乙烯超高分子量聚乙烯超高分子量聚乙烯超高分子量聚乙烯UHMWPE (Ultra-high molecular weight polyethylene) 1 ）20世紀(jì)世紀(jì)30年代提出超強(qiáng)聚乙烯基礎(chǔ)理論年代提出超強(qiáng)聚乙烯基礎(chǔ)理論 2）1979年荷蘭年荷蘭DSM公司發(fā)明了凝膠紡絲法并申公司發(fā)明了凝膠紡絲法并申請(qǐng)專利；請(qǐng)專利； 3） 1990年開始商業(yè)化生產(chǎn)；年開始商業(yè)化生產(chǎn)； 4）1998年寧波大成化纖集團(tuán)公

24、司、中國石化總年寧波大成化纖集團(tuán)公司、中國石化總公司與中國紡織大學(xué)材料學(xué)院聯(lián)合研制成超高強(qiáng)公司與中國紡織大學(xué)材料學(xué)院聯(lián)合研制成超高強(qiáng)高模聚乙烯纖維。高模聚乙烯纖維。世界上最堅(jiān)韌的纖維世界上最堅(jiān)韌的纖維摩擦系數(shù)小，只摩擦系數(shù)小，只有有0.07-0.11，且具有良好的自潤滑性，且具有良好的自潤滑性，超高分子量聚乙烯超高分子量聚乙烯超高分子量聚乙烯超高分子量聚乙烯難加工，生產(chǎn)效率低，成本高。難加工，生產(chǎn)效率低，成本高。耐熱性差，耐熱性差，熔點(diǎn)較低，熔點(diǎn)較低，約為約為150使用溫度一般應(yīng)使用溫度一般應(yīng)控制在控制在70。粘結(jié)性能差：粘結(jié)性能差：e.g.綜合綜合機(jī)械強(qiáng)度差，易蠕變機(jī)械強(qiáng)度差，易蠕變: 不阻燃，使用時(shí)嚴(yán)禁接觸明火。不阻燃，使用時(shí)嚴(yán)禁接觸明火。類型：用作強(qiáng)度材料的主要為陶瓷晶須。類型：用作強(qiáng)度材料的主要為陶瓷晶須。主要性能：主要性能： 高強(qiáng)：在纖維中強(qiáng)度最高，原因是它的直徑非常小，高強(qiáng)：在纖維中強(qiáng)度最高，原因是它的直徑非常小，容納不下使晶體削弱的空隙、位錯(cuò)和不完整等缺陷。容納不下使晶體削弱的空隙、位錯(cuò)和不完整等缺陷。 耐高溫：耐高溫：Al2O3晶須在晶須在2070 下仍能保持下仍能保持7000 MPa的的拉伸強(qiáng)度。拉伸強(qiáng)度。應(yīng)用：由于價(jià)格高，目前主要應(yīng)用在空間和尖端技術(shù)應(yīng)用：由于價(jià)格高，目前主要應(yīng)用在空間和尖端技術(shù)領(lǐng)域。領(lǐng)