超高分子量聚乙烯纤维,你了解多少?

时间:2016-03-29 来源:网络 作者:佚名 收藏到我的收藏夹
简介:一、超高分子量聚乙烯纤维介绍 超高分子量聚乙烯纤维(简称UHMWPE),又叫高强PE纤维,是当今世界三大高科技纤维(碳纤维、芳纶和超高分子量聚乙烯纤维)之一,也是世界上最坚韧的纤维。其&ldquo

超高分子量聚乙烯纤维——防弹衣的主要材料解放军QGF-02型防弹头盔,于1997年装备驻港部队,逐步成为我军制式头盔,2005年底部队开始换装03式防弹头盔。该头盔重量1.25公斤,主要材料是尼龙增强树脂、玻璃纤维及芳纶(凯夫拉纤维)。在54式手枪5米射距垂直入射条件下,该头盔的抗弹率为100%。来源:中华论坛网

三、UHMWPE的应用领域

由于超高分子量聚乙烯纤维具有众多的优异特性,它在高性能纤维市场上,包括从海上油田的系泊绳到高性能轻质复合材料方面均显示出极大的优势,在现代化战争和航空、航天、海域防御装备等领域发挥着举足轻重的作用。

中国远赴亚丁湾执行反海盗任务的“蛟龙突击队”,身着全套防弹装。来源:中华论坛网

在国防军需装备方面,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、降落伞等,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。

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,取代了传统的钢缆绳和合成纤维绳索,其发展速度异常迅速。

在民用领域,用该纤维制成的绳索、缆绳、船帆和渔具适用于海洋工程,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。

船舶缆绳事关船舶安全的命脉,其必须具备高强度、耐腐蚀、耐老化等特性,超高分子量聚乙烯纤维是制造船用缆绳的最佳材料,其强度要远远高于钢缆,而重量则大为减轻。图为海南文昌油田10万吨级FPSO海上浮式储油船——海洋石油116号"。

在工业应用中,该纤维及其复合材料可用作耐压容器、传送带、过滤材料、汽车缓冲板等;建筑方面可以用作墙体、隔板结构等,用它作增强水泥复合材料可以改善水泥的韧度,提高其抗冲击性能。由于UHMWPE具有优良的耐磨性、耐冲击性,它在机械制造行业中得到广泛应用,可制作各种齿轮、凸轮、叶轮、滚轮、滑轮、轴承、轴瓦、轴套、削轴、垫片、密封垫、弹性联轴节、螺钉等机械零部件。

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,其性能优于传统材料。日本三井石油化学公司制造的UHMWPE滑冰场,1975年在Kagoshima县对外开放,其造价为一般滑冰场的1/4。

在医学方面,该纤维增强复合材料用于牙托材料、医用移植物和整形缝合等领域,它的生物相容性和耐久性都较好,并具有高的稳定性,不会引起过敏,已作临床应用。还用于医用手套和其他医疗措施等方面。

四、中国超高分子量聚乙烯纤维概况

我国是个化纤大国,2007年化纤产量占世界的54%,有着较为坚实的工业基础,但在高性能纤维发展方面较为滞后。自1985年我国开始超高分子量聚乙烯纤维的研究,东华大学(原中国纺织大学)、盐城超强高分子材料工程技术研究所先后加入研发行列,并取得了一系列重大理论突破,1999年突破关键性生产技术。成为继荷兰、日本、美国之后,第四个掌握这种纤维生产及应用技术的国家。

国产防弹陶瓷插板安装在防弹背心内,可以抵御20米距离内,国产95式自动步枪5.8mm钢芯弹,和7.62mm狙击步枪弹的侵彻。以超高分子量聚乙烯纤维做内衬,可进一步提高防弹性能。

目前国内有北京同益中特种纤维技术开发有限公司、湖南中泰特种装备有限公司、宁波大成新材料股份有限公司、山东爱地高分子材料有限公司等多家生产超高分子量聚乙烯纤维的企业。他们的生产设备制造、安装、调试主要由盐城市神泰纺织器材有限公司提供支持。

其中北京同益中特种纤维技术开发有限公司,经过近十年的技术发展,已建成年产600吨超高分子量聚乙烯纤维的生产基地。宁波慈溪大成新材料股份有限公司从1996年开始联合东华大学进行研发,历时4年发明了混合溶剂,并申请了9项专利,于2000年实现了产业化。山东爱地高分子材料有限公司从2005年8月开始该纤维的产业化研发,经过两年半技术攻关,该公司采用自主技术陆续建成了7条UHMWPE生产线,总产能达到2000吨/年。预计2010年该公司所有生产线投产后,总产能将达到5000吨/年,成为亚洲第一、世界第二的超高分子量聚乙烯纤维生产企业。 2/3 首页上一页123下一页尾页

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