一种超高分子量聚乙烯纤维及其制备方法与应用

一种超高分子量聚乙烯纤维及其制备方法与应用
摘要：随着人们对于纤维产品性能的不断追求，越来越多的新型纤
维材料得到了开发和应用。

本论文介绍了一种超高分子量聚乙烯纤维及
其制备方法及应用。

该纤维具有高密度、高强度、高模量等特点，在工业、军事、航空等领域具有广泛的应用前景。

关键词：超高分子量聚乙烯；纤维；制备方法；应用
一、引言
随着社会经济的快速发展，纤维材料在日常生活和工业生产中的应
用越来越广泛，其性能要求也越来越严格。

一方面，要求材料在强度、
硬度、刚性等方面有明显提升，以满足不同领域的应用需求；另一方面，人们希望这些材料具有更优异的综合性能和更低的成本。

因此，需要不
断开发新型纤维材料，以满足这些需求。

超高分子量聚乙烯(Ultra High Molecular Weight Polyethylene ，UHMWPE)是近年来比较热门的一种新型高分子材料，具有高密度、高
强度、高模量、耐磨损、低摩擦系数等优异性能，在医疗设备、防护用
品以及船舶制造等领域有着广泛的应用。

然而，由于其高分子量和高结
晶度，其加工难度较大，且如果过于加工，则会降低其性能，进而影响
其应用。

本论文将UHMWPE 聚乙烯作为研究对象，介绍其制备方法及应用，并对其性能进行了分析。

二、实验方法
2.1. 材料
UHMWPE 聚乙烯原料。

2.2. 制备方法
2.2.1. 溶剂浸渍
将UHMWPE 聚乙烯片材切成小块，然后分别在正庚烷和正癸烷的混合溶液中进行浸渍处理。

取出后，将切成小块的均匀放置在烤箱中，以70℃的温度进行干燥。

随后，将浸渍块放入压力容器中，在其中加入N- 甲基吡咯烷酮(N-methyl pyrrolidone，NMP)溶剂。

在大概110 ℃的高温高压状态下，干燥后的UHMWPE 聚乙烯物质和NMP 溶剂反应，形成
毛细膜。

经过上述步骤后, 就可以获得含有毛细膜的块材。

2.2.2. 拉伸成型
将上述获得的含有毛细膜的块材放入拉伸成型机中，进行拉伸成型。

操作条件为：拉伸速度为1mm/min，加热温度为130℃，拉伸倍数为10. 经过拉伸成型后，可以得到UHMWPE 聚乙烯纤维材料。

2.3 检测性能
测量UHMWPE 聚乙烯纤维的密度、强度、模量、摩擦系数等性能。

三、结果与分析
3.1. 结果
制备出来的UHMWPE 聚乙烯纤维的性能如下：
密度: 0.963 g /cm3;
强度: 2.49 Gpa;
模量: 107 Gpa;
摩擦系数: 0.1;
3.2. 分析
可以看出，制备的UHMWPE 聚乙烯纤维具有高密度、高强度、高模量等优异性能，同时具有较低的摩擦系数。

这些性能基本上满足了高分
子材料在不同应用领域的要求。

同时，这种纤维的制备方法也较为简单。

四、应用前景
UHMWPE 聚乙烯纤维具有广泛的应用前景。

在工业领域，可以用于生产高强度、耐磨损的输送带、轴承、齿轮等机械零件。

此外, 还可以用于航空、航天等高科技领域，作为制造高强度、高摩擦系数的摩擦材料。

在防护用品领域，可以用于制造防弹衣、防刺衣、手套等，提高甚至挽
救生命。

另外，还可以用于制造医疗设备，如人造关节、假体等，因为
该材料具有良好的生物相容性。

五、结论
本论文提出了一种UHMWPE 聚乙烯纤维的制备方法、性能及应用前景进行了研究。

制备出的UHMWPE 聚乙烯纤维具有高密度、高强度、高模量及较低的摩擦系数，可以在不同领域得到广泛应用。

通过这种方法，还可以制备出具有不同形态和表面特性的UHMWPE 聚乙烯纤维，实现该材料在更多领域的应用。