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。 强度：2.84N/tex。 模量：91140N/tex。 延伸度：3.53.7。 冲击吸收能比对位芳酰胺纤维高近一倍,耐磨性好，摩擦系数小，应力下熔点只有145160。 物理性能物理性能 但是但是, ,超高分子量聚乙烯纤维的缺点是超高分子量聚乙烯纤维的缺点是使用温度不高使用温度不高, ,耐氧化性能差耐氧化性能差, ,抗蠕变性能差抗蠕变性能差, ,表面加工困难。表面加工困难。 高比强度，高比模量。 比强度是同等截面钢 丝的十多倍,比模量仅次于特级碳纤维。 密度低，密度是0.97g/cm 3 ，可浮于水面。 断裂伸长低、断裂功大，

2、具有很强的吸收能量的能力，因而具有突出的抗冲击性和抗切割性。 抗紫外线辐射，防中子和射线，比能量吸收高、介电常数低、电磁波透射率高。 耐化学腐蚀、耐磨性、有较长的挠曲寿命。超高分子量聚乙烯的性能1.溶解溶解UHMWPE于适当的溶剂中，于适当的溶剂中，制成半稀溶液；制成半稀溶液；2.经喷丝孔挤出，以空气或水骤冷经喷丝孔挤出，以空气或水骤冷纺丝溶液，将其凝固成冻胶原丝，纺丝溶液，将其凝固成冻胶原丝，形成折叠链片晶；形成折叠链片晶；3.通过萃取、超倍热拉伸大分子链通过萃取、超倍热拉伸大分子链充分取向和高度结晶，折叠链的大充分取向和高度结晶，折叠链的大分子转变为伸直链结构。分子转变为伸直链结构。冻胶纺

3、丝法冻胶纺丝法1.1.将将UHMWPEUHMWPE溶解于适当的溶剂中形溶解于适当的溶剂中形成半稀溶液，减小分子链之间的缠成半稀溶液，减小分子链之间的缠结；结； 2.2.喷丝孔挤出后在空气或水中冷却喷丝孔挤出后在空气或水中冷却凝固成凝胶原丝。保存大分子的解凝固成凝胶原丝。保存大分子的解缠状态；缠状态；3.3.通过超倍热延伸凝胶原丝大分子通过超倍热延伸凝胶原丝大分子链充分取向和高度结晶。链充分取向和高度结晶。凝胶纺丝法凝胶纺丝法 除此之外，除此之外，UHMWPE纤维的纺丝方法还有高压固态挤出法、纤维的纺丝方法还有高压固态挤出法、增塑熔融纺丝法、表面结晶生长法。冻胶纺丝增塑熔融纺丝法、表面结晶生长法

4、。冻胶纺丝-超拉伸技术制备超拉伸技术制备高强度、高模量聚乙烯纤维是高强度、高模量聚乙烯纤维是70年代末出现的一种新颖纺丝方法，年代末出现的一种新颖纺丝方法，是目前是目前UHMWPE纤维唯一可产业化应用的纺丝方法。纤维唯一可产业化应用的纺丝方法。 加热加热牵伸牵伸 5.多级牵伸改变分子排列状态原料原料溶解溶解 1.十氢萘、石蜡油、煤油可作为溶剂喷丝板喷丝板3.实现计量泵挤压物料变为丝条螺杆螺杆挤压挤压2.输送-搅拌-加热-加压萃取、萃取、干燥干燥4.将丝条中的溶剂萃取、置换，萃取剂挥发UHMWPEUHMWPE理想的溶剂，理想的溶剂，低温下溶解，冻胶丝低温下溶解，冻胶丝可不经萃取直接牵伸可不经萃取

5、直接牵伸 十氢萘十氢萘价格昂贵，我国目前无大量生产价格便宜价格便宜 烷烃类烷烃类馏程高，需增加萃取工艺，使用关键为如何降低溶剂在纤维成品中的含量。 溶解是分子间的作用力被溶剂分子拆散的过程，溶质和溶剂分子本身及相互间的作用力相对大小将影响溶解进程。超高分子量聚乙烯的分子量极高、分子结构规整，分子间有强烈的形成结晶的趋势，结晶度极高，溶剂分子很难折散这种作用力，因此UHMWPE很难均匀充分溶解，只有在高温下才能溶解于二甲苯、十氢萘等少数几种溶剂中。原料溶解原料溶解UHWM-PE纤维的制造纤维的制造 UHMW-PE纤维是以相对分子量大于100万的超高分子量聚乙烯为原料,采用凝胶纺丝法-超倍拉伸技术

6、制得。用凝胶纺丝法-超倍拉伸技术制备UHMW-PE纤维的工艺流程如图：初生态初生态凝胶纤维凝胶纤维UHMWPEUHMWPE，溶剂、，溶剂、抗氧化剂等抗氧化剂等溶解，脱泡溶解，脱泡UHMW-PEUHMW-PE溶液溶液脱溶剂脱溶剂挤出、纺丝挤出、纺丝干凝胶纤维干凝胶纤维加热，超倍加热，超倍拉伸定型拉伸定型UHMW-PEUHMW-PE纤维纤维 国防军需装备方面的应用国防军需装备方面的应用 航空航天方面的应用航空航天方面的应用 民用方面的应用民用方面的应用UHWM-PE纤维的应用纤维的应用 国防军需国防军需装备方面装备方面 由于该纤维的耐冲击性能好，比能量吸收大，在军事上可以制成防护衣料、头盔、防弹材

7、料，如直升飞机、坦克和舰船的装甲防护板、雷达的防护外壳罩、导弹罩、防弹衣、防刺衣、盾牌等，其中以防弹衣的应用最为引人注目。它具有轻柔的优点，防弹效果优于芳纶，现已成为占领美国防弹背心市场的主要纤维。另外 超高分子量聚乙烯纤维复合材料的比弹击载荷值 U/p是钢的10倍，是玻璃纤维和 芳纶的2倍多。国外用该纤维增强的树脂复合材料制成的防弹、防暴头盔已成为钢盔和芳纶增强的复合材料头盔的替代品。航空航天航空航天方面的应用方面的应用 在航天工程中，由于该纤维复合材料轻质高强和抗冲击性能好，适用于各种飞机的翼尖结构、飞船结构和浮标飞机等。该纤维也可以用作航天飞机着陆的减速降落伞和飞机上悬吊重物的绳索，取代

8、了传统的钢缆绳和合成纤维绳索，其发展速度异常迅速。民用方面民用方面u (1)绳索、缆绳方面的应用：用该纤维制成的绳索、缆绳、船帆和渔具适用于海洋工程，是该纤维的最初用途。普遍用于负力绳索、重载绳索、救捞绳、拖拽绳、帆船索和钓鱼线等。该纤维制成的绳索，在自重下的断裂长度是钢绳的8倍，是芳纶的2倍。该绳索用于超级油轮、海洋操作平台、灯塔等的固定锚绳，解决了以往使用钢缆遇到的锈蚀和尼龙、聚酯缆绳遇到的腐蚀、水解、紫外降解等引起缆绳强度降低和断裂，需经常进行更换的问题。u (2)体育器材用品：在体育用品上已经制成安全帽、滑雪板、帆轮板、钓竿、球拍及自行车、滑翔板、超轻量飞机零部件等，其性能较传统材料为好。 u (3)用作生物材料：该纤维增强复合材料用于牙托材料、医用移植和整形缝合等方面，它的生物相容性和耐久性都较好，并