超高分子量聚乙烯纤维的性能与应用

超高分子量聚乙烯纤维作为我国新型高性能纤维，因为具有高强度、高模量、低断裂伸长率等优良的力学性能，优良的耐冲击性能、耐化学腐蚀性能等优良性能，使超高分子量聚乙烯纤维应用在我国的各个领域，且具有良好的发展前景。

超高分子量聚乙烯纤维简称UHMWPE纤维，别名又叫做高强高模聚乙烯纤维，是分子量150万以上的无支链的线性聚乙烯。它和碳纤维、芳纶合称为“世界三大高科技纤维”。它是将分子量在100万以上的聚乙烯进行纺丝和高倍牵伸而制成的纤维。

超高分子量聚乙烯纤维是世界上坚强有韧性的纤维。用俗话说就是：“轻薄如纸，坚硬如钢”，强度是钢铁的15倍，是目前制造防弹衣的主要材料。

超分子量聚乙烯产业发展十分迅速，上世纪30年代有人很早地提出了有关于超高分子量聚乙烯纤维的基础理论；凝胶纺丝法和增塑纺丝法的出现使超高分子量聚乙烯在技术攻关上取得了很大的突破；

上世纪70年代，英国利兹大学的Capaccio和Ward首先研发分子量为10万的高分子量聚乙烯纤维成功，使超高分子量聚乙烯纤维取得了阶段性的进步；

1964年中国研制超高分子量聚乙烯纤维成功并将其投入到工业生产中；

1 9 7 5 年， 荷 兰 利 用 十 氢 萘 做 溶 剂 研 发 了 凝 胶 纺丝 法(Gelspinning)，成功制作出超高分子量聚乙烯纤维，并在1979年发明高强聚乙烯纤维的有效方法，具有工业化前途；

1983年日本采用凝胶挤压超倍拉伸法，以石蜡作溶剂，生产超高分子量聚乙烯纤维；

2001年中国科学技术部国科计字(2000)056号文件将超高分子量聚乙烯纤维作为国家科技重点发展的高科技项目。超高分子量聚乙烯纤维属于化工类新材料、新产品。而且被国家计委科技部列为国家科技成果重点发展计划。

超高分子量聚乙烯纤维具有很多优良的性能，例如：优良的力学性能、优良的耐冲击性能、优良的耐磨性能、耐化学腐蚀性能、优良的耐光性能等等。

(1) 超高分子量聚乙烯纤维优良的力学性能

超高分子量聚乙烯纤维具有优良的力学性能，在线性密度相同的情况下，超高分子量聚乙烯纤维抵抗拉伸的强度是钢丝绳的15倍。比同为“世界三大高科技纤维”之一的芳纶高百分之四十，比优质钢纤维和普通的化学纤维高10倍。与钢、E玻璃、尼龙、聚烯胺、碳纤维和硼纤维相比，其强度和模量比这些纤维都高，在相同质量的材料中强度较高。

(2) 超高分子量聚乙烯纤维优良的耐冲击性能

超高分子量聚乙烯纤维具有优良的耐冲击性能，它在变形和塑形过程中的吸收能量的能力和抵抗冲击的能力比同为“世界三大高科技纤维”的芳纶纤维、碳纤维都高。与聚酰胺、芳族聚酰胺、E玻璃纤维、碳纤维、芳纶相比，超高分子量聚乙烯纤维比冲击总吸收能量还要高。

(3) 超高分子量聚乙烯纤维优良的耐磨性能

一般来说，材料的模量越大，耐磨性能就会越低，但是对于超高分子量聚乙烯纤维来说，正好相反。因为超高分子量聚乙烯纤维具有较低的摩擦系数，所以模量越大，其耐磨性能越高。将超高分子量聚乙烯纤维与碳纤维、芳纶纤维的增强塑料摩擦系数比较，超高分子量聚乙烯纤维的耐磨性和弯曲疲劳度远远高于碳纤维和芳纶纤维。所以它的耐磨性能比其他高性能纤维更加优良。还由于它的耐磨，耐弯曲性能优越，所以它的加工性能也比较优越，容易制作成为其他复合材料和织物。