超高分子量聚乙烯

1、 密度：0.970.98g/cm3。比水的密度低，可以漂浮在水上。 強(qiáng)度：2.84N/tex。 模量：91140N/tex。 延伸度：3.53.7。 沖擊吸收能比對位芳酰胺纖維高近一倍,耐磨性好，摩擦系數(shù)小，應(yīng)力下熔點只有145160。 物理性能物理性能 但是但是, ,超高分子量聚乙烯纖維的缺點是超高分子量聚乙烯纖維的缺點是使用溫度不高使用溫度不高, ,耐氧化性能差耐氧化性能差, ,抗蠕變性能差抗蠕變性能差, ,表面加工困難。表面加工困難。 高比強(qiáng)度，高比模量。 比強(qiáng)度是同等截面鋼 絲的十多倍,比模量僅次于特級碳纖維。 密度低，密度是0.97g/cm 3 ，可浮于水面。 斷裂伸長低、斷裂功大，

2、具有很強(qiáng)的吸收能量的能力，因而具有突出的抗沖擊性和抗切割性。 抗紫外線輻射，防中子和射線，比能量吸收高、介電常數(shù)低、電磁波透射率高。 耐化學(xué)腐蝕、耐磨性、有較長的撓曲壽命。超高分子量聚乙烯的性能1.溶解溶解UHMWPE于適當(dāng)?shù)娜軇┲?，于適當(dāng)?shù)娜軇┲校瞥砂胂∪芤?；制成半稀溶液?.經(jīng)噴絲孔擠出，以空氣或水驟冷經(jīng)噴絲孔擠出，以空氣或水驟冷紡絲溶液，將其凝固成凍膠原絲，紡絲溶液，將其凝固成凍膠原絲，形成折疊鏈片晶；形成折疊鏈片晶；3.通過萃取、超倍熱拉伸大分子鏈通過萃取、超倍熱拉伸大分子鏈充分取向和高度結(jié)晶，折疊鏈的大充分取向和高度結(jié)晶，折疊鏈的大分子轉(zhuǎn)變?yōu)樯熘辨溄Y(jié)構(gòu)。分子轉(zhuǎn)變?yōu)樯熘辨溄Y(jié)構(gòu)。凍膠紡

3、絲法凍膠紡絲法1.1.將將UHMWPEUHMWPE溶解于適當(dāng)?shù)娜軇┲行稳芙庥谶m當(dāng)?shù)娜軇┲行纬砂胂∪芤?，減小分子鏈之間的纏成半稀溶液，減小分子鏈之間的纏結(jié)；結(jié)； 2.2.噴絲孔擠出后在空氣或水中冷卻噴絲孔擠出后在空氣或水中冷卻凝固成凝膠原絲。保存大分子的解凝固成凝膠原絲。保存大分子的解纏狀態(tài)；纏狀態(tài)；3.3.通過超倍熱延伸凝膠原絲大分子通過超倍熱延伸凝膠原絲大分子鏈充分取向和高度結(jié)晶。鏈充分取向和高度結(jié)晶。凝膠紡絲法凝膠紡絲法 除此之外，除此之外，UHMWPE纖維的紡絲方法還有高壓固態(tài)擠出法、纖維的紡絲方法還有高壓固態(tài)擠出法、增塑熔融紡絲法、表面結(jié)晶生長法。凍膠紡絲增塑熔融紡絲法、表面結(jié)晶生長法

4、。凍膠紡絲-超拉伸技術(shù)制備超拉伸技術(shù)制備高強(qiáng)度、高模量聚乙烯纖維是高強(qiáng)度、高模量聚乙烯纖維是70年代末出現(xiàn)的一種新穎紡絲方法，年代末出現(xiàn)的一種新穎紡絲方法，是目前是目前UHMWPE纖維唯一可產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的紡絲方法。纖維唯一可產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的紡絲方法。 加熱加熱牽伸牽伸 5.多級牽伸改變分子排列狀態(tài)原料原料溶解溶解 1.十氫萘、石蠟油、煤油可作為溶劑噴絲板噴絲板3.實現(xiàn)計量泵擠壓物料變?yōu)榻z條螺桿螺桿擠壓擠壓2.輸送-攪拌-加熱-加壓萃取、萃取、干燥干燥4.將絲條中的溶劑萃取、置換，萃取劑揮發(fā)UHMWPEUHMWPE理想的溶劑，理想的溶劑，低溫下溶解，凍膠絲低溫下溶解，凍膠絲可不經(jīng)萃取直接牽伸可不經(jīng)萃取

5、直接牽伸 十氫萘十氫萘價格昂貴，我國目前無大量生產(chǎn)價格便宜價格便宜 烷烴類烷烴類餾程高，需增加萃取工藝，使用關(guān)鍵為如何降低溶劑在纖維成品中的含量。 溶解是分子間的作用力被溶劑分子拆散的過程，溶質(zhì)和溶劑分子本身及相互間的作用力相對大小將影響溶解進(jìn)程。超高分子量聚乙烯的分子量極高、分子結(jié)構(gòu)規(guī)整，分子間有強(qiáng)烈的形成結(jié)晶的趨勢，結(jié)晶度極高，溶劑分子很難折散這種作用力，因此UHMWPE很難均勻充分溶解，只有在高溫下才能溶解于二甲苯、十氫萘等少數(shù)幾種溶劑中。原料溶解原料溶解UHWM-PE纖維的制造纖維的制造 UHMW-PE纖維是以相對分子量大于100萬的超高分子量聚乙烯為原料,采用凝膠紡絲法-超倍拉伸技術(shù)

6、制得。用凝膠紡絲法-超倍拉伸技術(shù)制備UHMW-PE纖維的工藝流程如圖：初生態(tài)初生態(tài)凝膠纖維凝膠纖維UHMWPEUHMWPE，溶劑、，溶劑、抗氧化劑等抗氧化劑等溶解，脫泡溶解，脫泡UHMW-PEUHMW-PE溶液溶液脫溶劑脫溶劑擠出、紡絲擠出、紡絲干凝膠纖維干凝膠纖維加熱，超倍加熱，超倍拉伸定型拉伸定型UHMW-PEUHMW-PE纖維纖維 國防軍需裝備方面的應(yīng)用國防軍需裝備方面的應(yīng)用 航空航天方面的應(yīng)用航空航天方面的應(yīng)用 民用方面的應(yīng)用民用方面的應(yīng)用UHWM-PE纖維的應(yīng)用纖維的應(yīng)用 國防軍需國防軍需裝備方面裝備方面 由于該纖維的耐沖擊性能好，比能量吸收大，在軍事上可以制成防護(hù)衣料、頭盔、防彈材

7、料，如直升飛機(jī)、坦克和艦船的裝甲防護(hù)板、雷達(dá)的防護(hù)外殼罩、導(dǎo)彈罩、防彈衣、防刺衣、盾牌等，其中以防彈衣的應(yīng)用最為引人注目。它具有輕柔的優(yōu)點，防彈效果優(yōu)于芳綸，現(xiàn)已成為占領(lǐng)美國防彈背心市場的主要纖維。另外 超高分子量聚乙烯纖維復(fù)合材料的比彈擊載荷值 U/p是鋼的10倍，是玻璃纖維和 芳綸的2倍多。國外用該纖維增強(qiáng)的樹脂復(fù)合材料制成的防彈、防暴頭盔已成為鋼盔和芳綸增強(qiáng)的復(fù)合材料頭盔的替代品。航空航天航空航天方面的應(yīng)用方面的應(yīng)用 在航天工程中，由于該纖維復(fù)合材料輕質(zhì)高強(qiáng)和抗沖擊性能好，適用于各種飛機(jī)的翼尖結(jié)構(gòu)、飛船結(jié)構(gòu)和浮標(biāo)飛機(jī)等。該纖維也可以用作航天飛機(jī)著陸的減速降落傘和飛機(jī)上懸吊重物的繩索，取代

8、了傳統(tǒng)的鋼纜繩和合成纖維繩索，其發(fā)展速度異常迅速。民用方面民用方面u (1)繩索、纜繩方面的應(yīng)用：用該纖維制成的繩索、纜繩、船帆和漁具適用于海洋工程，是該纖維的最初用途。普遍用于負(fù)力繩索、重載繩索、救撈繩、拖拽繩、帆船索和釣魚線等。該纖維制成的繩索，在自重下的斷裂長度是鋼繩的8倍，是芳綸的2倍。該繩索用于超級油輪、海洋操作平臺、燈塔等的固定錨繩，解決了以往使用鋼纜遇到的銹蝕和尼龍、聚酯纜繩遇到的腐蝕、水解、紫外降解等引起纜繩強(qiáng)度降低和斷裂，需經(jīng)常進(jìn)行更換的問題。u (2)體育器材用品：在體育用品上已經(jīng)制成安全帽、滑雪板、帆輪板、釣竿、球拍及自行車、滑翔板、超輕量飛機(jī)零部件等，其性能較傳統(tǒng)材料為好。 u (3)用作生物材料：該纖維增強(qiáng)復(fù)合材料用于牙托材料、醫(yī)用移植和整形縫合等方面，它的生物相容性和耐久性都較好，并