強(qiáng)度 | 28～40 g/d |
模量 | 1000～1300 g/d |
密度 | 0.97 g/cm3 |
斷裂 伸長率 | ＜ 3％ |
總纖度 | 800 ～ 2400D |
單絲纖度 | 3.5 ～ 4.0D |
吸濕性 | 無 |
沸水收縮率 | ＜ 1％ |
水解性 | 無 |
耐酸性 | 優(yōu)異 |
耐堿性 | 優(yōu)異 |
抗其他化學(xué)藥品性 | 優(yōu)異 |
抗紫外光性 | 優(yōu)良 |
熔點(diǎn) | 144 ～ 155℃ |
導(dǎo)熱性（沿纖維軸向） | 20w(mk) |
散熱系數(shù) | -12×10 -6 K |
電阻 | ＞ 10 14 Ω |
電介質(zhì)強(qiáng)度 | 900KV/CM |
介電常數(shù)（（ 22℃、10Ghz） | 2.25 |
損耗因數(shù) | 2×10 -4 |
熔變性（ 22℃、20% load） | 1×10 -2 % d |
力學(xué)性能纖維品種 | 密度g/cm3 | 強(qiáng)度g/d | 模量g/d | 伸長率% |
超高分子量聚乙烯纖維 | 0.97 | 35 | 1100 | 2.3 |
芳 綸 | 1.44 | 23 | 470 | 3.6 |
碳纖維 (高強(qiáng)) | 1.78 | 22 | 1500 | 1.4 |
碳纖維 (高模) | 1.85 | 14 | 2400 | 0.5 |
E玻璃纖維 | 2.60 | 15 | 315 | 4.8 |
鋼纖維 | 7.86 | 2 | 225 | 1.8 |
溶劑 | 超高分子量聚乙烯纖維 | 芳綸纖維 |
海水 | 100 | 100 |
10%洗滌劑 | 100 | 100 |
汽油 | 100 | 93 |
甲苯 | 100 | 72 |
冰醋酸 | 100 | 82 |
1M鹽酸 | 100 | 40 |
5M氫氧化鈉 | 100 | 42 |
Clorox溶液 | 91 | 0 |
纖維品種 加工性能 | 超高分子量聚乙烯纖維 | 芳綸29 | 芳綸49 | 碳纖維(高強(qiáng)) | 碳纖維(高模) |
耐磨 (直至破壞的循環(huán)次數(shù)) | >110x103 | 9.5x103 | 5.7x103 | 20 | 120 |
耐彎曲 (直至破壞循環(huán)次數(shù)) | >240x103 | 3.7x103 | 4.3x103 | 5 | 2 |
勾結(jié)強(qiáng)度 (g/d) | 10--15 | 6--7 | 6--7 | 0 | 0 |
成環(huán)強(qiáng)度 (g/d) | 12--18 | 10--12 | 10--12 | 0.7 | 0.1 |
由于超高分子量聚乙烯纖維具有眾多的優(yōu)異特性，它在高性能纖維市場上，包括從海上油田的系泊繩到高性能輕質(zhì)復(fù)合材料方面均顯示出極大的優(yōu)勢，在現(xiàn)代化戰(zhàn)爭和航空、航天、海域防御裝備等領(lǐng)域發(fā)揮著舉足輕重的作用。
1、國防軍需裝備方面：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、防彈衣、防刺衣、盾牌等，其中以防彈衣的應(yīng)用最為引人注目。它具有輕柔的優(yōu)點(diǎn)，防彈效果優(yōu)于芳綸，現(xiàn)已成為占領(lǐng)美國防彈背心市場的主要纖維。另外，超高分子量聚乙烯纖維復(fù)合材料的比彈擊載荷值U/p是鋼的10倍，是玻璃纖維和芳綸的2倍多。國外用該纖維增強(qiáng)的樹脂復(fù)合材料制成的防彈、防暴頭盔已成為鋼盔和芳綸增強(qiáng)的復(fù)合材料頭盔的替代品。
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2、航空航天方面的應(yīng)用：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。
3、民用方面：
(1)繩索、纜繩方面的應(yīng)用：用該纖維制成的繩索、纜繩、船帆和漁具適用于海洋工程，是該纖維的最初用途。普遍用于負(fù)力繩索、重載繩索、救撈繩、拖拽繩、帆船索和釣魚線等。該纖維制成的繩索，在自重下的斷裂長度是鋼繩的8倍，是芳綸的2倍。該繩索用于超級油輪、海洋操作平臺、燈塔等的固定錨繩，解決了以往使用鋼纜遇到的銹蝕和尼龍、聚酯纜繩遇到的腐蝕、水解、紫外降解等引起纜繩強(qiáng)度降低和斷裂，需經(jīng)常進(jìn)行更換的問題。
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(2)體育器材用品：在體育用品上已經(jīng)制成安全帽、滑雪板、帆輪板、釣竿、球拍及自行車、滑翔板、超輕量飛機(jī)零部件等，其性能較傳統(tǒng)材料為好。
(3)用作生物材料：該纖維增強(qiáng)復(fù)合材料用于牙托材料、醫(yī)用移植物和整形縫合等方面，它的生物相容性和耐久性都較好，并具有高的穩(wěn)定性，不會引起過敏，已作臨床應(yīng)用。還用于醫(yī)用手套和其他醫(yī)療措施等方面。
(4)工業(yè)上，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。
目前，超高分子量聚乙烯纖維國際上只有荷蘭帝斯曼公司（DSM）、美國霍尼韋爾公司、日本三井公司共3家公司能工業(yè)化生產(chǎn)，且年總產(chǎn)量不到9000噸?！ ?br> 上世紀(jì)70年代末期，荷蘭帝斯曼公司采用疑凝膠紡絲方法(Gel spinning)紡制超高分子量聚乙烯纖維獲得成功。該公司是該纖維的創(chuàng)始公司，也是該纖維世界上產(chǎn)量最高、質(zhì)量最佳的制造商，年產(chǎn)量約7000噸。80年代美國Allied-Singal公司與荷蘭帝斯曼公司合作，在美國成立霍尼韋爾公司，生產(chǎn)超高分子量聚乙烯纖維中低端產(chǎn)品，且僅限北美市場銷售，年產(chǎn)量約3000噸。日本東洋紡公司和荷蘭帝斯曼公司合資在日本成立三井公司，生產(chǎn)超高分子量聚乙烯纖維，銷售地區(qū)僅限日本和中國臺灣省，年產(chǎn)量約800噸。
世界超高分子量聚乙烯纖維市場情況 目前歐美和日本的超高分子量聚乙烯纖維用途結(jié)構(gòu)有一定差異。歐美主要用于防彈衣和武器裝備，占總量60％～70％，其次為繩纜占20％，漁網(wǎng)等占5％、勞動防護(hù)占5％；日本主要用于繩纜、漁網(wǎng)、防護(hù)類，特別是防切割手套，在汽車生產(chǎn)涂漆工序的使用已達(dá)到超高分子量聚乙烯纖維總需求量的1/4?！ ?br> 超高分子量聚乙烯纖維自商業(yè)化生產(chǎn)以來，一直在迅速發(fā)展。美國發(fā)生恐怖事件和世界不斷發(fā)生局部戰(zhàn)爭以來，防彈衣料和軍需裝備用超高分子量聚乙烯纖維的需求迅速擴(kuò)大。同樣在民用領(lǐng)域，超高分子量聚乙烯纖維產(chǎn)品以其優(yōu)良的性能，迅速成為海上用繩纜、遠(yuǎn)洋漁網(wǎng)和海上網(wǎng)箱等的主要材料，其市場需求保持旺盛的增長。盡管荷蘭帝斯曼公司、美國霍尼韋爾公司和日本三井公司近幾年多次增建擴(kuò)產(chǎn)，產(chǎn)量以每年 8％以上的速度遞增，但仍不能滿足市場需求。
1、 荷蘭帝斯曼公司的情況。2001年美國發(fā)生恐怖事件后，以美國為中心的防彈衣用產(chǎn)品需求激增，帝斯曼公司迅速擴(kuò)建，將生產(chǎn)能力增加10％以上。據(jù)報道，2006年荷蘭帝斯曼公司計劃在美國的北卡羅來納州 Greenville工廠原有生產(chǎn)線的基礎(chǔ)上，再新建1條生產(chǎn)線，將使該公司纖維生產(chǎn)線總數(shù)達(dá)到10條，新裝置預(yù)計將于2008年早期投產(chǎn)。而且Greenville工廠的產(chǎn)品直到今天主要供應(yīng)美國軍隊和執(zhí)法機(jī)構(gòu)。
2、美國霍尼韋爾公司的情況。美國霍尼韋爾公司至今沒有擴(kuò)產(chǎn)，2006年與帝斯曼公司就有關(guān)超高分子量聚乙烯纖維的分歧達(dá)成諒解，默認(rèn)帝斯曼公司在美國境內(nèi)的不斷擴(kuò)產(chǎn)，其詳情不得而知。據(jù)悉霍尼韋爾公司生產(chǎn)工藝的主要輔料為氟氯化碳(俗稱氟利昂)，氟氯化碳的使用給擴(kuò)產(chǎn)帶來了巨大技術(shù)障礙。
3、日本三井公司的情況。2003年4月日本三井公司開始建設(shè)新的超高分子量聚乙烯纖維生產(chǎn)線，加上原來的生產(chǎn)裝置，使日本的年設(shè)計生產(chǎn)能力達(dá)到800噸。產(chǎn)品重點(diǎn)放在擴(kuò)大作業(yè)手套、釣魚線和繩纜市場上。
我國自90年代末開始超高分子量聚乙烯纖維生產(chǎn)工藝和裝備的研究以及中試生產(chǎn)，江蘇神泰科技發(fā)展有限公司、鹽城超強(qiáng)高分子材料工程技術(shù)研究所先后加入研發(fā)行列，主要致力于成套裝備的技術(shù)研發(fā)和設(shè)備制造及成套技術(shù)產(chǎn)業(yè)化，并取得了一系列重大理論與實踐的突破。隨即一些企業(yè)投入中試及小規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，至今經(jīng)過不懈努力其纖維性能已經(jīng)達(dá)到國際水平并具有各自的特色，部分進(jìn)入規(guī)?；a(chǎn)階段。目前國內(nèi)有北京同益中特種纖維技術(shù)開發(fā)有限公司、湖南中泰特種裝備有限責(zé)任公司、寧波大成新材料股份有限公司、山東愛地高分子材料有限公司等十多個廠家生產(chǎn)超高分子量聚乙烯纖維。由于他們所采取工藝方式和設(shè)備路線不盡相同，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量和單機(jī)產(chǎn)量差距較大。但大多數(shù)生產(chǎn)廠家的纖維質(zhì)量已達(dá)到國外先進(jìn)水平，完全能滿足國內(nèi)外的高端市場。也有一部分生產(chǎn)廠商由于采用的工藝和裝備技術(shù)落后和不完善，致使纖維質(zhì)量低劣，生產(chǎn)狀況極不正常。近期，有些非專業(yè)廠家不顧對江蘇神泰科技發(fā)展有限公司造成侵權(quán)的嚴(yán)重后果，對外進(jìn)行不實虛假宣傳（甚至連網(wǎng)頁宣傳的內(nèi)容都是抄襲他人的），使個別廠家上當(dāng)受騙，造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，提醒項目投資者要高度重視（該項目的工藝難度和裝備要求是相當(dāng)高的）。
目前，國內(nèi)70%以上的纖維生產(chǎn)廠家的工程技術(shù)和裝備都來源于江蘇神泰科技發(fā)展有限公司，所有生產(chǎn)裝置運(yùn)行穩(wěn)定、設(shè)計環(huán)保、單機(jī)產(chǎn)能高且自控水平較好，從投料到成絲卷繞整個過程連續(xù)化生產(chǎn)，生產(chǎn)輔料全部回收，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。
提高單機(jī)產(chǎn)量，實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)，以技術(shù)進(jìn)步帶動產(chǎn)業(yè)升級，使我國超高分子量聚乙烯纖維的制備技術(shù)和裝備水平達(dá)到國際先進(jìn)水平，將是該產(chǎn)品在我國的發(fā)展方向和要求。目前，江蘇神泰科技發(fā)展有限公司、鹽城超強(qiáng)高分子材料工程技術(shù)研究所和東華大學(xué)正聯(lián)合研究開發(fā)新一代產(chǎn)量高、質(zhì)量好的工藝和裝備技術(shù)。為此，國家在“十一五”和“十二五”規(guī)劃中重點(diǎn)將超高分子量聚乙烯纖維產(chǎn)業(yè)化研發(fā)列為紡織行業(yè)重點(diǎn)突破的28項關(guān)鍵技術(shù)之首位，并要求“要對國內(nèi)已有基礎(chǔ)的新一代超高強(qiáng)高模聚乙烯等應(yīng)用技術(shù)深化研究，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級”。
