1、,超高分子量 聚乙烯纤维 (UHMW-PE),材料化学,Title,概述,UHMW-PE 纤维的制造,UHMW-PE 纤维的性能,UHMW-PE 纤维的应用,1.,2.,3.,4.,超高分子量聚乙烯纤维(英文全称： Ultra High Molecular Weight Polyethylene Fiber，简称UHMW-PE)，又称高强高模聚乙烯纤维，是以超高分子量聚乙烯为原料,采用凝胶纺丝法-超倍拉伸技术制得的，其相对分子量在100万以上,结构规整,易结晶，是纤维世界三大高性能纤维之一，被称为神奇的材料。但其耐热性较低，一般在100以下使用。,Title One,概述,Title Two,
2、UHWM-PE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 凝胶纤维,UHMWPE，溶剂、抗氧化剂等,溶解，脱泡,UHMW-PE 溶液,脱溶剂,挤出、纺丝,干凝胶纤维,加热，超倍拉伸定型,UHMW-PE纤维,Title Three,UHWM-PE纤维的性能,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，具有很强的吸收能量的能力，因而具有突出的抗
3、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。,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,但是,超高分子量聚乙烯纤维的缺点是使用温度不高,耐氧化性能差,抗蠕变性能差,表面加工困难。,由于聚乙烯纤维高比强度，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，其强伸度测试对强力仪性能要求比一般纤维
4、要高得多。它要求纤维强力仪的夹持器既能夹紧纤维试样在拉伸试验中不打滑，又不因夹持力过大而损伤纤维。早期生产的电子强力仪采用手工夹持器，用人工拧紧螺丝夹紧纤维试样，夹持力难以控制，为防止试样打滑往往手工操作夹持力过大，造成夹持器钳口处应力过分集中，测试结果强力和伸长偏低，对纤维质量正确评定带来不利结果。气动夹持器操作自动，夹持力恒定并可通过气压的调节控制，减小了操作人员对测试结果的影响，测试结果准确稳定，因而得到广泛应用。只有气动夹持器的高强高模纤维强力仪能满足高性能聚乙烯纤维的强伸性能测试要求。,UHMWPE- 纤维的强伸 性能测试,国防军需装备方面的应用,航空航天方面的应用,民用方面的应用,
5、Title Four,UHWM-PE纤维的应用,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 方面的应用,在航天工程中，由于该纤维复合材料轻质高强
6、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。,民用方面,(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。(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。,(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。(4)工业上，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。,军事方面,工业及民用渔业,渔业,America,Japan,China,,Thank You !,
