超高分子量聚乙烯纖維（英文全稱： Ultra High Molecular Weight Polyethylene Fiber， 簡稱UHMWPE），即高強高模聚乙烯纖維，是目前世界上比強度和比模量最高的纖維，其分子量在100萬～500萬的聚乙烯所紡出的纖維；其“輕薄如紙、堅硬如鋼”，強度是鋼鐵的15倍， 其特性為： 1、高比強度，高比模量。比強度是同等截面鋼絲的十多倍，比模量僅次于特級碳纖維。 2、纖維密度低，密度是0.97g/cm 3，可浮于水面。3、斷裂伸長低、斷裂功大，具有很強的吸收能量的能力，因而具有突出的抗沖擊性和抗切割性。 4、抗紫外線輻射，防中子和γ射線，比能量吸收高、介電常數(shù)低、電磁波透射率高。 5、耐化學腐蝕、耐磨性、有較長的撓曲壽命。 物理性能： 密度：0.97～0.98g/cm3，比水的密度低，可以漂浮在水上。 強度：2.8～4N/tex。 模量：91～140N/tex。 延伸度：3.5％～3.7％。 沖擊吸收能比對位芳酰胺纖維高近一倍，耐磨性好，摩擦系數(shù)小，但應(yīng)力下熔點只有145～160℃。
關(guān)于超高分子量聚乙烯纖維的基礎(chǔ)理論，早在上世紀30年代就有人提出過；然而真正在技術(shù)上取得重大突破的是凝膠紡絲法和增塑紡絲法。上世紀70年代，英國利茲大學的Capaccio和Ward首先研制成功分子量為10萬的高分子量聚乙烯纖維，1975年荷蘭帝斯曼公司（DSM）利用十氫萘做溶劑發(fā)明了凝膠紡絲法(Gelspinning)，成功制備出了UHMWPE纖維，并于1979年申請了專利。此后經(jīng)過十年的努力研究，證實凝膠紡絲法是制造高強聚乙烯纖維的有效方法，具有工業(yè)化前途。 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
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衣料、頭盔、防彈材料，如直升飛機、坦克和艦船的裝甲防護板、雷達的防護外殼罩、導彈罩、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，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的復(fù)合材料頭盔的替代品。
2、航空航天方面的應(yīng)用
在航天工程中，適用于各種飛機的翼尖結(jié)構(gòu)、飛船結(jié)構(gòu)和浮標飛機等。該纖維可以用作航天飛機著陸的減速降落傘和飛機上懸吊重物的繩索，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度降低和斷裂，需經(jīng)常進行更換的問題。 （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，用它作增強水泥復(fù)合材料可以改善水泥的韌度，提高其抗沖擊性能。
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