超高相对分子质量聚乙烯纤维

1、超高相对分子质量聚乙烯纤维 材料材料10061006 是是什么什么是是什么什么 为什么为什么 怎么样怎么样 是是什么什么是是什么什么 为什么为什么 怎么样怎么样 是什么是什么 超高相对分子质量聚乙烯纤维(简称UHMWPE)，又 称高强高模聚乙烯纤维，是目前世界上比强度和比 模量 最高的纤维,其分子量在100万500万的聚乙 烯所纺出的纤维。 是什么是什么 1 1、良好的力学性能、良好的力学性能 是什么是什么 2 2、耐疲劳性、耐磨损性耐疲劳性、耐磨损性 是什么是什么 3 3、良好的耐冲击性、良好的耐冲击性 高速冲击时几种纤维的冲击强度高速冲击时几种纤维的冲击强度 是什么是什么 是什么是什么 4

2、 4、优良的耐光性优良的耐光性 纤维的耐光性纤维的耐光性 是什么是什么 是什么是什么 5 5、 优良的耐化学品性能优良的耐化学品性能 是什么是什么 6 6、 热热 性性 能能 为什么为什么性质性质 结构 聚乙烯纤维的分子量大于聚乙烯纤维的分子量大于10106 6 ，其晶体强度和结晶模量 ，其晶体强度和结晶模量 理论值分别为理论值分别为3131，36362GPa2GPa。而实际纤维的拉伸强度和。而实际纤维的拉伸强度和 模量为模量为3.53.5和和116116GPaGPa，伸长率为，伸长率为3.4%3.4%。 聚乙烯分子量聚乙烯分子量( (M)M)与纤维强度与纤维强度( ()之间的关系可用如下经之

3、间的关系可用如下经 验公式表示：验公式表示： MMK K （k=0.20.5k=0.20.5） 显然，纤维强度随分子量增加而增大。然而，随分子量显然，纤维强度随分子量增加而增大。然而，随分子量 增加，加工过程中大分子的缠结程度亦随之增大，给加增加，加工过程中大分子的缠结程度亦随之增大，给加 工造成一定的困难。工造成一定的困难。 为什么为什么性质性质 结构 按分子链断裂理论，当纤维中无限长的大分子链完全伸展 时所得的抗张强度就是大分子链极限强度的加和。它的分 子具有平面锯齿形的简单结构，没有庞大的侧基，分子链 间无较强的结合键； 这些结构特征能减少结构缺陷，也是顺利进行高倍热拉伸 的关键。从分子

4、结构角度看，高密度线性聚乙烯是最能接 近理论极限强度的高聚物。 为什么为什么性质性质 结构 为什么为什么性质性质 结构 n 要提高纤维的强度和模量就必须增加非晶要提高纤维的强度和模量就必须增加非晶 区的缚结分子数。区的缚结分子数。 冻胶纺时，在拉伸力的作用下，非晶区大分子被拉直冻胶纺时，在拉伸力的作用下，非晶区大分子被拉直 形成缚结分子，晶区的形成缚结分子，晶区的折叠链折叠链逐渐伸展成逐渐伸展成伸直链伸直链，从而，从而 使纤维的强度和模量向理论值发展。使纤维的强度和模量向理论值发展。 要使柔性链高聚物纤维达到高性能化要使柔性链高聚物纤维达到高性能化 必须考虑如下四个方面必须考虑如下四个方面:

5、: 尽量提高聚合物大分子的分子量；尽量提高聚合物大分子的分子量； 尽量提高非晶区缚结分子的含量；尽量提高非晶区缚结分子的含量； 尽量减少晶区折叠链含量，增加伸直链尽量减少晶区折叠链含量，增加伸直链 的的 含量；含量； 尽量将非晶区均匀分散于连续的伸直链尽量将非晶区均匀分散于连续的伸直链 结结 晶基质中。晶基质中。 为什么为什么性质性质 结构 怎么样怎么样 来来生产、制备生产、制备 往往应用应用 冻胶纺丝法冻胶纺丝法 怎么样怎么样应用应用性质性质 高强度、高模量、低密度、耐冲击、耐 磨损、耐光照。 B:安全防护：防弹衣、头盔、防切割手套、运钞车等 A：绳索：航天降落伞、飞机绳索、水上浮绳、船缆 C:渔业：渔网，养殖网箱