超高分子質量高強高模聚乙烯纖維的性能與應用研究

于達勤

（鹽城優和博新材料有限公司，江蘇 射陽 224000）

1 超高分子質量高強高模聚乙烯纖維

超高分子質量高強高模纖維具有非常高的抗壓強度，比鋼高14倍，比高強度碳纖維高兩倍，比對位芳酞胺纖維高40%[1]。但是，其相對密度低于水，僅為0.96～0.98 g/cm3，且水位浮力中等，可漂浮于河面之上，即便連續浸泡于水中，防彈性能不變[2]。此外，超高分子質量聚乙烯（Ultra-High Molecular Weight Polyethylene，UHMWPE）纖維還具有耐寒、耐酸堿、耐化學藥品、抗紫外線、無毒、衛生等優點，在應用時不需要防護措施。表1～2列出了各種超高分子質量高強高模聚乙烯纖維性能、UHMWPE國內外制造廠家和品牌產品性能。

表1 各種超高分子質量高強高模聚乙烯纖維性能一覽表

表2 UHMWPE國內外制造廠家和品牌產品性能一覽表

除了表1～2中列出的性能，UHMWPE還包括以下性能。

1.1 高品質的抗沖擊性

UHMWPE纖維具有優異的抗沖擊性，分別是芳酞胺纖維、碳纖維和夾層玻璃纖維總吸收動能的2.6倍、1.8倍和3.6倍。

1.2 高質量的耐磨性

與碳纖維和芳酞胺纖維相比，UHMWPE纖維的耐磨性和彎曲疲勞性明顯更高，因此，與其他高性能纖維相比，具有更好的耐磨性。另外，優異的抗撓曲變形性賦予UHMWPE纖維良好的生產和加工性能，便于制造紡織品和其他聚合物材料。

1.3 優質的耐溶劑腐蝕性能

UHMWPE纖維化學結構單一，是具有高度取向和高度結晶的結構。在強堿酸中，活性基團的攻擊是不容易的，因此，可承受大多數化合物的腐蝕。

1.4 優異的耐光性

由于其化學結構，UHMWPE纖維是有機化學纖維中具有最佳耐光性的纖維。在經受1 500 h的日光照射后，纖維的抗壓強度維持率約為60%，其他纖維則低于50%。

2 應用

UHMWPE是現階段工業生產具有最高抗壓強度的有機化學纖維，具有許多突出特點，已成為21世紀飛速發展的高科技原材料，應用領域見表3，通常用于安全預防措施和航空航天、海洋導航、武器、建筑裝飾材料、體育、診斷與治療等行業。

表3 UHMWPE的應用領域一覽表

3 結語

我國的高分子材料科學已經經歷了一代又一代的科學研究，成功擺脫了歐美國家極高含量高壓聚乙烯纖維生產工藝的壟斷，不僅擁有獨立專利權的現代產業鏈，還廣泛用于軍事、航空航天、深海等領域。因此，應發揮多種類型和高效率材料的優勢，完成我國紡織業從“數量型”向“技術型高效率”的轉變，實現可持續、穩定和高質量的發展。