談起高性能纖維，就不得不說起這種纖維——超高分子量聚乙烯。超高分子量聚乙烯纖維(英文全稱：Ultra High Molecular Weight Polyethylene Fiber，簡(jiǎn)稱UHMWPE)，又稱高強(qiáng)高模聚乙烯纖維，是目前世界上比強(qiáng)度和比模量高的纖維，其分子量在100萬(wàn)～500萬(wàn)的聚乙烯所紡出的纖維。
1簡(jiǎn)介
當(dāng)今世界三大高性能 纖維是：芳綸、碳纖維、超高分子量聚乙烯纖維，當(dāng)前由于技術(shù)問題芳綸僅有小量生產(chǎn)；碳纖維尚處在試驗(yàn)和初級(jí)生產(chǎn)階段，產(chǎn)品只能應(yīng)用在耐磨填料等領(lǐng)域；超高分子量聚乙烯纖維在1994年同益中突破關(guān)鍵性生產(chǎn)技術(shù)以來，現(xiàn)已經(jīng)在國(guó)內(nèi)形成多個(gè)超高分子量聚乙烯纖維產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)基地。
2性能
1、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?jī)H次于特級(jí)碳纖維。
2、纖維密度低，密度是0.97-0.98g/cm，可浮于水面。3 、斷裂伸長(zhǎng)低、斷裂功大，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。4、抗紫外線輻射，防中子和γ射線，比能量吸收高、介電常數(shù)低、電磁波透射率高。5、耐化學(xué)腐蝕、耐磨性、有較長(zhǎng)的撓曲壽命。
3生產(chǎn)流程
超高分子量聚乙烯纖維的主要生產(chǎn)工序如下： 原料的制備——雙螺桿擠壓機(jī)——紡絲箱——噴絲板——萃取——干燥——加熱牽伸——卷繞成型。
制備原料
常規(guī)熔融紡是不加溶劑的。因生產(chǎn)是連續(xù)化的，所以原料的配比不能有波動(dòng)，要求始終均勻一致。雖然含固量的提高，是提高產(chǎn)量的重要手段之一，但拉伸比也隨之提高，整體車速都要響應(yīng)加快，增加了操作難度，毛絲的產(chǎn)生量相比明顯增多，不易把握。
攪拌物料
螺桿擠壓機(jī)對(duì)物料起著輸送—攪拌—加熱—加壓等作用。
紡絲
紡絲箱的作用主要是保溫；控溫；均勻的將物料分配到每一個(gè)紡絲組件。
噴絲
由計(jì)量泵將物料擠壓變?yōu)榻z條，就是通過噴絲板實(shí)現(xiàn)的，板的孔徑大小及刨面形狀是它的重要技術(shù)參數(shù)，它對(duì)纖維的成型及拉伸性能的好壞，起著至關(guān)重要的作用。
萃取
主要是將絲條中大量的溶劑萃取、置換出來，從而得到“純”度的高強(qiáng)度聚乙烯纖維。
干燥
干燥工序，主要目的是將粘于絲條上的萃取劑祛除烘干，以備牽伸之用。干燥溫度和干燥長(zhǎng)度的把握是其關(guān)鍵所在。此工序不可小視，它直接關(guān)系到后牽伸的產(chǎn)品質(zhì)量。
加熱牽伸
此纖維必須采取多級(jí)牽伸方式，才能達(dá)到高強(qiáng)、高模的特性。每一級(jí)欠牽伸過程中，分子間結(jié)構(gòu)都有很大的變化。隨著拉伸，大分子間由無序狀向有序狀，定向排列，結(jié)晶度也隨之逐漸提高。只有在纖維的大分子沿纖維軸向的取向度提高，大分子鏈產(chǎn)生的數(shù)量就多，抱合力就越大，纖維的強(qiáng)力自然也就越高。纖維的結(jié)晶度提高，初始模量也自然提高，纖維在抗外力的作用下，伸長(zhǎng)越小，變形量也越小。
卷繞成型
絲卷成型的要求：絲筒無塌邊，無毛邊，絲束要定長(zhǎng)，定重。
4應(yīng)用前景
國(guó)防方面
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、防刺衣、盾牌等
航空方面
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
繩索、纜繩方面的應(yīng)用；該纖維及其復(fù)合材料可用作耐壓容器、傳送帶、過濾材料、汽車緩沖板等；建筑方面可以用作墻體、隔板結(jié)構(gòu)等，用它作增強(qiáng)水泥復(fù)合材料可以改善水泥的韌度，提高其抗沖擊性能。
1簡(jiǎn)介
當(dāng)今世界三大高性能 纖維是：芳綸、碳纖維、超高分子量聚乙烯纖維，當(dāng)前由于技術(shù)問題芳綸僅有小量生產(chǎn)；碳纖維尚處在試驗(yàn)和初級(jí)生產(chǎn)階段，產(chǎn)品只能應(yīng)用在耐磨填料等領(lǐng)域；超高分子量聚乙烯纖維在1994年同益中突破關(guān)鍵性生產(chǎn)技術(shù)以來，現(xiàn)已經(jīng)在國(guó)內(nèi)形成多個(gè)超高分子量聚乙烯纖維產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)基地。
2性能
1、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?jī)H次于特級(jí)碳纖維。
2、纖維密度低，密度是0.97-0.98g/cm，可浮于水面。3 、斷裂伸長(zhǎng)低、斷裂功大，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。4、抗紫外線輻射，防中子和γ射線，比能量吸收高、介電常數(shù)低、電磁波透射率高。5、耐化學(xué)腐蝕、耐磨性、有較長(zhǎng)的撓曲壽命。
3生產(chǎn)流程
超高分子量聚乙烯纖維的主要生產(chǎn)工序如下： 原料的制備——雙螺桿擠壓機(jī)——紡絲箱——噴絲板——萃取——干燥——加熱牽伸——卷繞成型。
制備原料
常規(guī)熔融紡是不加溶劑的。因生產(chǎn)是連續(xù)化的，所以原料的配比不能有波動(dòng)，要求始終均勻一致。雖然含固量的提高，是提高產(chǎn)量的重要手段之一，但拉伸比也隨之提高，整體車速都要響應(yīng)加快，增加了操作難度，毛絲的產(chǎn)生量相比明顯增多，不易把握。
攪拌物料
螺桿擠壓機(jī)對(duì)物料起著輸送—攪拌—加熱—加壓等作用。
紡絲
紡絲箱的作用主要是保溫；控溫；均勻的將物料分配到每一個(gè)紡絲組件。
噴絲
由計(jì)量泵將物料擠壓變?yōu)榻z條，就是通過噴絲板實(shí)現(xiàn)的，板的孔徑大小及刨面形狀是它的重要技術(shù)參數(shù)，它對(duì)纖維的成型及拉伸性能的好壞，起著至關(guān)重要的作用。
萃取
主要是將絲條中大量的溶劑萃取、置換出來，從而得到“純”度的高強(qiáng)度聚乙烯纖維。
干燥
干燥工序，主要目的是將粘于絲條上的萃取劑祛除烘干，以備牽伸之用。干燥溫度和干燥長(zhǎng)度的把握是其關(guān)鍵所在。此工序不可小視，它直接關(guān)系到后牽伸的產(chǎn)品質(zhì)量。
加熱牽伸
此纖維必須采取多級(jí)牽伸方式，才能達(dá)到高強(qiáng)、高模的特性。每一級(jí)欠牽伸過程中，分子間結(jié)構(gòu)都有很大的變化。隨著拉伸，大分子間由無序狀向有序狀，定向排列，結(jié)晶度也隨之逐漸提高。只有在纖維的大分子沿纖維軸向的取向度提高，大分子鏈產(chǎn)生的數(shù)量就多，抱合力就越大，纖維的強(qiáng)力自然也就越高。纖維的結(jié)晶度提高，初始模量也自然提高，纖維在抗外力的作用下，伸長(zhǎng)越小，變形量也越小。
卷繞成型
絲卷成型的要求：絲筒無塌邊，無毛邊，絲束要定長(zhǎng)，定重。
4應(yīng)用前景
國(guó)防方面
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、防刺衣、盾牌等
航空方面
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
繩索、纜繩方面的應(yīng)用；該纖維及其復(fù)合材料可用作耐壓容器、傳送帶、過濾材料、汽車緩沖板等；建筑方面可以用作墻體、隔板結(jié)構(gòu)等，用它作增強(qiáng)水泥復(fù)合材料可以改善水泥的韌度，提高其抗沖擊性能。
