2015超高分子量聚乙烯纤维研究报告
超高分子量聚乙烯纤维的制备方法及性能研究
超高分子量聚乙烯纤维的制备方法及性能研究超高分子量聚乙烯纤维是一种具有出色力学性能和化学稳定性的高分子纤维材料。
它在许多领域具有广泛的应用前景，如航空航天、兵器装备、建筑材料等。
本文将介绍超高分子量聚乙烯纤维的制备方法以及对其性能的研究。
一、制备方法超高分子量聚乙烯纤维的制备方法有多种，其中常见的包括溶液纺丝法、熔融纺丝法和湿法纺丝法。
1. 溶液纺丝法溶液纺丝法是一种将聚乙烯溶解于适当溶剂中，通过纺丝成纤维的方法。
该方法可分为湿法和干法两种。
湿法溶液纺丝法主要步骤包括聚乙烯的溶解、纺丝、凝固和拉伸。
首先，将聚乙烯颗粒与溶剂在高温下混合搅拌，使其充分溶解形成粘度适宜的溶液。
然后，将溶液通过纺丝针孔均匀喷出，形成纤维。
接着，纤维进入凝固液中，使溶剂迅速挥发，纤维得以固化。
最后，对纤维进行拉伸，提高其分子链的有序排列度，增强纤维的力学性能。
2. 熔融纺丝法熔融纺丝法是将聚乙烯通过加热使其熔化，并通过纺丝成纤维的方法。
该方法适用于超高分子量聚乙烯的制备。
熔融纺丝法主要步骤包括加热、挤出、拉伸和固化。
首先，将聚乙烯颗粒加热到熔点以上，使其熔化形成熔融聚乙烯。
然后，将熔融聚乙烯通过挤出机加压挤出，形成纤维。
接着，纤维进入拉伸机，进行拉伸，使其分子链有序排列。
最后，对纤维进行固化，使其冷却并固化为超高分子量聚乙烯纤维。
3. 湿法纺丝法湿法纺丝法是一种将聚乙烯溶解在适当溶剂中，通过纺丝成纤维的方法。
该方法适用于超高分子量聚乙烯的制备。
湿法纺丝法主要步骤包括聚乙烯的溶解、纺丝、凝固和固化。
首先，将聚乙烯颗粒与溶剂在高温下混合搅拌，使其充分溶解形成粘度适宜的溶液。
然后，将溶液通过纺丝针孔均匀喷出，形成纤维。
接着，纤维进入凝固液中，使溶剂迅速挥发，纤维得以固化。
最后，对纤维进行固化，使其具有一定的物理性能。
二、性能研究超高分子量聚乙烯纤维的性能研究主要包括力学性能、热性能和化学稳定性等方面。
1. 力学性能超高分子量聚乙烯纤维具有出色的力学性能，如高拉伸强度、高模量和较大的延伸率等。
超高分子量聚乙烯的制备与应用研究
超高分子量聚乙烯的制备与应用研究一、超高分子量聚乙烯的制备方法超高分子量聚乙烯，简称UHMWPE，是一种分子量高达数百万的高分子材料。
目前常用的制备方法主要有以下几种：1.溶液聚合法该方法通过将乙烯溶解在反应溶液中，经过引发剂引发聚合反应得到UHMWPE。
该方法的优点是对反应条件较为宽松，但难以得到高分子量的聚合物。
2.固态加工法该方法是将乙烯通过高压聚合法制备出UHMWPE颗粒，经过热挤压、注塑等固态加工过程制备成所需的UHMWPE制品。
该方法的优点是制品性能稳定，且能够制备超过1000万的大分子量。
3.杂化聚合法该方法是将溶液聚合法和固态加工法相结合，通过引入苯环单体等杂化剂，使聚合反应更为充分，制备出较高分子量的UHMWPE。
二、超高分子量聚乙烯的应用由于UHMWPE具有极高的分子量和热稳定性，以及优异的力学性能和生物相容性，因此在众多领域有着广泛的应用。
1.医疗领域UHMWPE在医疗领域中用于制备关节假体和人工心脏瓣膜等医疗器材，其高分子量和生物相容性能够满足这些器材的高要求。
2.工业领域UHMWPE在工业领域中主要应用于输送机械、轻工机械、造纸机械等设备的轴承、轮套、拉杆、齿轮等零部件中，以提高机械零件的耐磨性、耐腐蚀性和耐疲劳性。
3.防护领域UHMWPE在防护领域应用广泛，如制备高强度的防刺防割服装、防护盾、防弹装备等，其超高的分子量和良好的力学性能能够有效保护人身安全。
4.航空航天领域UHMWPE在航空航天领域中用于制备高速飞机的结构材料、降落伞、太空服等，其超高分子量和热稳定性能够满足极端环境下的工作要求。
5.汽车工程领域UHMWPE在汽车工程领域中用于制备制动片、导向轮、变速器齿轮等汽车零部件，以提高汽车的耐磨性、降低噪音等级、延长使用寿命。
三、超高分子量聚乙烯的未来发展趋势目前，国内外对UHMWPE的制备、性能以及应用等方面都深入研究，为其在更多领域中的应用打下了坚实基础。
未来，随着技术的不断发展和材料需求的提高，UHMWPE的研究方向将主要集中在以下几个方面：1.分子结构精细化设计为了进一步提高UHMWPE的力学性能、热稳定性以及生物相容性等方面的性能，需要对其分子结构进行逐步精细化设计，通过各种方法将其性能提高到更高的水平。
超高聚乙烯纤维(1)
影响纺丝成型的因素： 溶液的浓度：溶液太稀，虽然大分子间缠结 少，易保持原有形态，但拉伸速度很慢，不利 于伸展；浓度较大，缠结点太多，同样无法达 到高倍拉伸的目的 因此适宜的浓度：半稀状态，一般为0.2%--10% 左右。
超倍拉伸： 在拉伸初始阶段，高聚物的结晶层破坏成为小结晶块， 它们沿着拉伸方向与无定形区交替形成微纤维，在原结 构中连结着不同层晶的连结分子，变为晶块间的连结分 子，位于微纤维的边界层。进一步拉伸时，微纤维产生 剪切变形，同时完全伸直的连结分子数增加，在较高的 拉伸温度下，排列整齐的连结分子，可能结晶化为长的 伸直链结晶。它的分子结构是具有-c—c-主链化学键，主 键间具有很高的结合强度。分子的取向程度控制HMPE 纤维的模量。
高性能纤维,是芳纶的2/3，是碳纤维的1/2.
●还具有耐紫外线辐射、耐化学腐蚀、比能量吸 收高、介电常数低、电磁波透射率高、摩擦 系数低及突出的抗冲击、抗切割等优异性能。
2.发展及现状
1979 年荷兰DSM 公司采用凝胶纺丝与超倍拉伸方 法在实验室制得了高强高模UHMWPE 纤维，1990 年实现工业化生产。
无纺织物类：防弹背心
复合材料类：
环氧树脂是纤维增强高聚物复合材料的主要 基体材料，也是超高模聚乙烯纤维增强复合 材料的重要基体。
聚乙烯基UHMWPE纤维增强复合材料
（2）前景及研究方向 由于UHMWPE 纤维性能优异,应用潜力巨大, 受 到了国内外的普遍关注。
UHMWPE 纤维今后研究及应用的发展趋势 为:继续研究新的纺丝方法,提高生产效率,降低 成本;提高UHMWPE 纤维的结晶度和取向度,提 高力学性能;继续研究切实可行的表面处理方法, 降低蠕变性能,扩大UHMWPE 纤维在航空航天、 光缆增强纤维、复合材料、耐压容器等方面的 应用。总之,UHMWPE 纤维是很有发展及应用 潜力的高科技纤维,加强这方面的研究工作,开创 属于我们自己知识产权的新技术、新成果,必将 对我国的国防及经济建设等方面作出大的贡献。
超高分子量聚乙烯(UHMWPE) 纤维纺织品及其制造方法与在制造接触凉感
专利名称：超高分子量聚乙烯(UHMWPE) 纤维纺织品及其制造方法与在制造接触凉感织物上的应用
专利类型：发明专利
发明人：肖红,黄磊,施楣梧,高波
申请号：CN201410651884.7
申请日：20141117
公开号：CN104389074A
公开日：
20150304
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）纺织品及其制造方法，采用UHMWPE纤维、或者UHMWPE纤维和其它纺织纤维并线纱、或者UHMWPE纤维和其它纺织纤维纱线间隔排列织造，并通过亲水整理获得。
同时还提供了UHMWPE纤维新用途。
这种UHMWPE纺织品导热、吸水性能良好，瞬时和持久接触凉感明显，适用于所有需求具有接触凉感的性能的织物，应用范围广泛。
申请人：江阴市红柳被单厂有限公司,湖南中泰特种装备有限责任公司
地址：214400 江苏省无锡市江阴市花东路15号
国籍：CN
代理机构：北京风雅颂专利代理有限公司
代理人：李弘
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超高分子量聚乙烯纤(UHMWPE)开发生产方案(一)
超高分子量聚乙烯纤（UHMWPE）开发生产方案一、实施背景随着科技的飞速发展，材料科学领域也在不断探索和突破。
作为一种高性能材料，超高分子量聚乙烯纤（UHMWPE）在国防、航空航天、医疗、体育器材等领域具有广泛的应用前景。
然而，当前我国UHMWPE的生产能力和质量水平相对较低，大量依赖进口。
因此，开展UHMWPE开发生产的研究，对于提升我国材料领域的技术水平和自给能力，具有重要的战略意义。
二、工作原理UHMWPE是一种线性结构的聚合物，其分子量高达几百万甚至上千万。
由于其分子量的极高，UHMWPE具有优异的力学性能、化学稳定性和耐磨性。
在生产过程中，首先通过乙烯的聚合反应生成预聚物，再经过链延伸和分子量调整，最后经过纺丝、拉伸和热处理等工序，得到UHMWPE纤维。
三、实施计划步骤1.开展市场调研和需求分析，明确UHMWPE纤维的应用领域和市场定位。
2.进行技术预研，掌握UHMWPE合成和纺丝的关键技术。
3.与相关企业合作，共同开展UHMWPE的生产工艺研究和设备设计。
4.建设生产线，进行中试生产，优化生产工艺参数。
5.根据市场反馈，进行产品性能改进和规模化生产。
四、适用范围UHMWPE纤维具有优异的性能，适用于以下领域：1.国防军工：用于制造防弹衣、降落伞等高性能纺织品。
2.航空航天：用于制造飞机结构件、卫星支架等。
3.医疗领域：用于制造医用缝合线、人工关节等医疗器械。
4.体育器材：用于制造高档滑雪板、高尔夫球杆等体育用品。
五、创新要点1.研究开发高效合成UHMWPE的催化剂和聚合工艺，提高生产效率和产品质量。
2.优化纺丝和热处理工艺，提高纤维的力学性能和稳定性。
3.研究开发新型的UHMWPE加工设备，实现自动化和连续化生产。
4.将互联网+技术应用于生产过程中，实现生产过程的智能化控制和优化。
六、预期效果通过本项目的实施，预期能够达到以下效果：1.提高我国UHMWPE的生产能力和产品质量，满足国内市场需求。
超高分子量聚乙烯的性能研究
超高分子量聚乙烯的性能研究超高分子量聚乙烯，这名字听起来是不是有点高大上？其实啊，它就在我们的生活中扮演着相当重要的角色呢！我先跟您讲讲我之前的一个小经历。
有一次我去工厂参观，看到工人师傅们正在加工一种材料，那材料看起来光滑细腻，质地坚韧。
我好奇地问师傅这是什么，师傅告诉我这就是超高分子量聚乙烯。
从那一刻起，我就对它产生了浓厚的兴趣。
咱们先来聊聊超高分子量聚乙烯的耐磨性。
这可是它的一大亮点！想象一下，在一些经常受到摩擦和磨损的场合，比如矿山的输送带、水泥厂的下料斗，如果使用普通的材料，可能没几天就被磨得不成样子了。
但是超高分子量聚乙烯就不一样啦，它就像一个“耐磨小战士”，能够经受住长时间的摩擦，大大延长了设备的使用寿命。
就拿那个工厂里的输送带来说吧，用了超高分子量聚乙烯制作的输送带，运行了好几个月，表面几乎没有什么明显的磨损痕迹，这可给工厂节省了不少维修和更换的成本。
再来说说它的耐冲击性。
有一次我在路上看到一辆工程车，车斗里装着各种建筑材料。
我就想啊，这车斗每天要承受这么多材料的撞击和冲击，如果车斗的材料不够结实，那很快就得报废。
而超高分子量聚乙烯在这方面表现得特别出色，它能够有效地吸收冲击能量，就像一个“缓冲小能手”，让设备在遭受冲击时不容易损坏。
还有它的自润滑性也很厉害。
这就好比我们在滑冰场上滑冰，如果冰面很粗糙，那滑起来肯定费劲。
但超高分子量聚乙烯的表面就像一个超级光滑的冰面，物体在它上面移动时阻力很小，能够轻松地滑动。
在一些需要减少摩擦阻力的场合，比如桥梁的支座、机械的传动部件，使用超高分子量聚乙烯可以大大提高设备的运行效率，降低能耗。
超高分子量聚乙烯的耐化学腐蚀性也不容小觑。
大家都知道，化学物质有时候很“凶猛”，能把很多材料给腐蚀掉。
但超高分子量聚乙烯就像是穿上了一层“防腐铠甲”，能够抵御各种酸、碱、盐等化学物质的侵蚀。
在化工厂里，很多管道和容器都采用了这种材料，长期与各种化学试剂打交道，依然能够保持良好的性能。
纤维级超高分子量聚乙烯的制备及性能研究
摘 要 ： 采用 自 制新型 高效 负载 型 ＱＸ １ 化剂 ， 成 了用于纺 丝 的纤维级 超高 分 子量 聚 乙烯 （ Ｈ － ａ一催 合 Ｕ Ｍ
Ｗ Ｅ ， 了中试 以及工业化生产 ； Ｐ ） 进行 考察了反应温度 、 应压力等 工艺条件对 Ｕ Ｍ Ｅ性能 的影 响 ， 反 Ｈ ＷＰ 并考 察 了其纺丝性能。结果表明 ：Ｔ 一 催化剂 体系聚合活 性较高 ， 达 ５ｘ ０ ／ ｇ・ ） Ｑ Ｅ１ 可 １ ｓ （ ｈ 以上 ， 反应动力 学平
随着 反应
密度 ： 用 意 大 利 Ｃ ａｔ 司 ３Ｓ Ｖ ５０ ８ 采 ｅｓ 公 ５ Ｆ ６５３ 密度 计 ， Ｇ ０３ １８ 按 Ｂ１３ － ９６进行 测试 。
拉 伸 强 度 ： 用 ＩＳ Ｒ Ｎ ４６ 采 Ｎ Ｔ Ｏ ４ ７试 验 机 ， 按
温度的升高而大幅下降 ， 反应温度升高 ， 不仅提高
由图 ２可 以看 出 ， Ｔ － 催 化 剂 聚 合 动 力 学 Ｑ Ｅ１ 行 为表现 为 聚 合 速 率 在 反 应 初 期 迅 速 达 到 最 大
ＭＩ２气 体微 量 水 分 析 仪 ： 国 Ｐ ｎｍｅｉｓ公 司 ｓ 美 ａａ ｔｃ ｒ 制 ； Ｑ５型液 体微量 水分 析仪 ： Ａ － 日本平 沼公 司制 ； ２Ｌ淤 浆聚合 反应 釜 、 组合式 控温 水浴 ： 定做 。
１ ３ 催 化剂 ＱＴ － ． Ｅ １的制备
伸直 链结 构 ， 向度接 近 １０ ， 有 良好 的 力学 取 ０％ 具 性 能和 优 异 的 综 合 性 能 ， 用 潜 力 巨大 。 Ｕ 应 ＨＭ— ＷＰ Ｅ纤维 主 要 用 于 防 弹制 品 和高 强 度 缆 绳 等方
超高分子量聚乙烯绳索力学性能研究
超高分子量聚乙烯绳索力学性能研究
陶肖卫;郑鹏程
【期刊名称】《山东纺织科技》
【年(卷),期】2015(056)003
【摘要】文章对超高分子量聚乙烯绳索的形态特征、力学性能进行了测定,并对实验结果进行分析.研究结果表明:超高分子量聚乙烯绳索与普通绳索相比具有断裂强力超高、直径细、质量轻等特性,超高分子量聚乙烯纤维的断裂伸长比常规化纤小,制成绳索后产生塑性伸长,具有良好地力学性能.
【总页数】4页(P5-8)
【作者】陶肖卫;郑鹏程
【作者单位】青岛大学,山东青岛266071;山东省纺织科学研究院,山东青岛266032
【正文语种】中文
【中图分类】TS102.3
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超高分子了聚乙烯纤维 模量
超高分子了聚乙烯纤维模量全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：超高分子量聚乙烯纤维（Ultra-high molecular weight polyethylene fiber，简称UHMWPE fiber）是一种优质、高性能的合成纤维材料，具有很高的强度和模量，被广泛应用于军事、航空航天、汽车、运动器材和防护用品等领域。
本文将从超高分子量聚乙烯纤维的特性、制备工艺、结构特征及其模量等方面展开讨论。
一、超高分子量聚乙烯纤维的特性超高分子量聚乙烯纤维具有以下特点：1. 超高的分子量：UHMWPE纤维的平均分子量可达到100万至5000万之间，是普通聚乙烯的数百倍。
2. 高强度：UHMWPE纤维的拉伸强度非常高，比强度可达到3.5GPa以上。
3. 高模量：UHMWPE纤维的模量在200-500GPa之间，是普通钢材的2-6倍。
4. 低密度：UHMWPE纤维的密度仅为0.97g/cm³，是水的0.9倍，比钢铁轻很多。
5. 良好的耐磨性和抗冲击性：UHMWPE纤维具有出色的耐磨性和抗冲击性，适用于制作抗弹、防弹、防割等功能性产品。
6. 耐化学腐蚀：UHMWPE纤维对酸碱、溶剂等化学物质的侵蚀能力很强，具有优异的耐化学腐蚀性。
7. 耐高温性能：UHMWPE纤维的熔点高达137℃，短期耐高温性能良好。
UHMWPE纤维是通过高聚物溶液纺丝、拉丝拉伸、热固化和表面处理等工艺制备而成的。
其主要制备工艺包括以下几个环节：1. 高聚物合成：通过聚合反应合成高分子量的聚乙烯。
2. 溶液纺丝：将高分子量聚乙烯溶解在适量的溶剂中，形成高浓度均匀的聚合物溶液。
3. 拉丝拉伸：在高温高压下，通过机械和热力作用将聚合物溶液均匀拉丝成纤维。
4. 热固化：将拉丝后的纤维在高温下热固化，使其分子链结晶得以完善，提高纤维的强度和模量。
5. 表面处理：对纤维表面进行化学处理或物理处理，改善纤维的表面性能，增强其与其他材料的结合力。
超高聚乙烯纤维
在拉伸初期结晶度随拉伸倍数的增加呈直线上 升，当拉伸倍数达到一定值时，随拉伸倍数的 增加，结晶度增长减慢并趋于平衡。
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取向度与结晶度相似，在拉伸初期，取向度迅 速提高，对提高纤维的强度和模量起主要作用， 但是达到一定拉伸倍数时，取向度趋于平衡值， 但纤维的强度仍在提高，这可能是由于取向度 不变，而晶区与非情趣的序态结构更完整所致。
剂，经共混造粒后采用熔纺技术制成初生纤维， 再在溶剂汽油中萃取，经不同拉伸倍数制成拉 伸样品。
采用熔融纺技术，可使UHMWPE含量大大增加， 有利于提高生产效率，降低对密度为0.97，具有很 高的轴向性能，比拉伸强度和比刚度高。 优良的耐冲击性能：Tg低热塑性纤维，韧性好 在塑性形变过程中能吸收能量，高应变率和低 温下具有良好的力学性能。 良好的抗湿性、抗化学腐蚀性能 优越的耐磨性能 良好的电绝缘和耐光性能 耐切割性能
大。 要求：降低分子之间的缠结点密度
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凝胶纺丝- 超倍拉伸法 原理：把超高分子量的聚乙烯( PE)溶解于溶剂（十氢
化萘等）制成浓度为2 %～10 %的纺丝液,从喷丝孔喷 出,低温下凝固成含有大量溶剂的凝胶状丝条,被形象 的称作凝胶纺丝,再对凝胶状丝条除去溶剂后进行超 倍热拉伸,得到了高强高模PE 纤维。 目的：在于使相互缠结的UHMWPE 分子在溶剂中舒展 解缠,纺成直径为几个厘米的凝胶状丝条,分子的这种 舒展解缠状态在凝胶状丝条中得以保持,然后经过数 百倍的多级拉伸得到纤度为200dtex～5000dtex 的高强 高模UHMWPE 纤维。
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UHMWPE纤维和蠕变性能好的纤维(如碳纤 维、芳纶纤维)混杂，将能明显的改善蠕变 性能。
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（2）UHMWPE纤维表面处理
UHMWPE 纤维大分子链上为无极性基团— CH2 —,取向度高,纤维表面平滑,使UHMWPE 纤 维与树脂基体粘接性差,限制了UHMWPE 纤维 在复合材料等方面的应用。因此对UHMWPE 纤维的表面进行改性处理,提高其和树脂基体的 粘接性能,扩大在复合材料中的应用一直是 UHMWPE 研究热点。
超高分子量聚乙烯纤维表面改性方法研究进展
■纤•纤纺广角■Cover.Articles项目支持：中国纺织工业联合会科技指导性项目，绳缆专用趨高分子量聚乙烯纤维制备及其在服役条件下的力学性能研究，2015019超高分子量聚乙烯纤维表面改性方法研究进展Research Progress on Surface Modification Methods ofUltra-high Molecular Weight Polyethylene Fiber文/罗峻邓华摘要：针对超高分子量聚乙烯纤维表面无极性基团、化学惰性大、表面粘接性差等缺点，国内科研工作者展开了积极探究。
基于近几年有关超高分子量聚乙烯纤维表面改性方法的文献报道，本文介绍了4种常用飾表面改性方法，包括等离子休改性、化学试剂改性、辐射接枝改性和电荤放电改性。
通过对超高分子量聚乙烯纤维表面改性，进一步拓宽了超高分子量聚乙烯纤维在材料领域的应用。
关键词：超高分子量聚乙烯纤维；改性；粘接性能；力学性能开放科学（资源服务）标识码（OSID）超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纤维又称为高强高模聚乙烯纤维或者直链聚乙烯纤维.通常是平均分子量在150万以上的线性聚合物，与碳纤维.芳纶纤维合称为三大高性能纤维。
UHMWPE纤维具有高比强度、低密度的 特性.在相同的重量下UHMWPE纤维的强度约为钢材的15倍.相同直径下重量只有钢铁的1/6.同时还具有耐光性.耐久性.耐低温性.耐化学腐蚀性.抗冲击以及生物相容性和介电常数低等优异特性.在国防军工.安全防护、海洋产业.航空航天.功能服装等领域得到广泛运用。
由于UHMWPE纤维分子链为线性结构.分子链上只有碳和氢两种元素.表面基本无极性基团.且分子结构非常紧密.具有高结晶度、高取向度，造成其表面能低.化学惰性大、吸湿性差.不易染色、界面粘接性能差.在很大程度上限制了UHMWPE纤维在材料领域的推广应用。
因此.通过对UHMWPE纤维表面进行改性以改善纤维界面粘接性能.进而改善UHMWPE纤维自身的不足.得到区别于UHMWPE纤维表面的其他性能。
超高分子量聚乙烯纤维表面改性技术研究现状
超高分子量聚乙烯纤维表面改性技术研究现状超高分子量聚乙烯（Ultra High Molecular Weight Polyethylene，简称UHMWPE）纤维是一种具有优异力学性能和化学稳定性的合成纤维材料。
在工业领域中，UHMWPE纤维被广泛应用于防弹衣、绳索、导热材料等领域。
为了进一步提高其性能和应用范围，需要对UHMWPE纤维进行表面改性。
本文将探讨目前UHMWPE纤维表面改性技术的研究现状。
目前，UHMWPE纤维的表面改性技术主要包括物理方法和化学方法两大类。
物理方法主要采用机械方法对纤维表面进行改性，常见的方法包括高能电子辐照、等离子体处理和机械磨削。
高能电子辐照是将纤维暴露于高能电子束下，通过辐射损伤使表面产生断裂和氧化，从而使纤维的表面粗糙化。
等离子体处理是在高能等离子体气体环境中将纤维暴露于电离辐射下，通过化学反应和能量转移使纤维表面产生化学修饰基团。
机械磨削是使用机械研磨方法对纤维表面进行刮磨，以去除表面的污染物和氧化层，增加表面粗糙度。
这些物理方法可以改变纤维表面形态结构和化学成分，提高纤维的附着力和润湿性。
化学方法主要采用表面活性剂和化学修饰剂对纤维表面进行改性，常见的方法包括化学气相沉积、溶液浸渍和电沉积等。
化学气相沉积是在高温和高真空环境中将有机气体分解成气相自由基或阳离子，使其与纤维表面反应生成化学修饰层。
溶液浸渍是将纤维浸泡在含有表面活性剂或修饰剂的溶液中，使其通过吸附和化学反应与纤维表面相互作用，形成化学修饰层。
电沉积是将纤维作为阳极或阴极，通过电解液中的金属离子或有机分子的氧化还原反应，使纤维表面生成金属膜或有机膜。
这些化学方法可以在纤维表面形成具有特定功能的薄膜或修饰层，如抗菌、耐磨、防静电等。
总结起来，目前UHMWPE纤维表面改性技术主要包括物理方法和化学方法，通过改变纤维表面形态结构和化学成分来提高纤维的性能和应用范围。
虽然已取得一定的研究进展，但仍存在一些挑战和待解决的问题。
超高分子量聚乙烯材料结晶行为研究
超高分子量聚乙烯材料结晶行为研究超高分子量聚乙烯（Ultra-high molecular weight polyethylene，UHMWPE）是一种高性能材料，在医疗、航空、航天、军工等领域得到广泛应用。
由于UHMWPE分子链长度达到上百万，其结晶行为非常独特。
研究其结晶行为不仅有助于深入理解这种材料的性质，也可以为其应用提供更好的指导和优化。
一、UHMWPE的结晶形态UHMWPE主要存在两种结晶形态：orthorhombic（α）和monoclinic（β）。
这两种结构的存在与UHMWPE的高分子量有关，它们是由不同的结晶区域组成的，通过热处理可以使两种结构转变。
剪应力或剪反应是使β相成核的主要因素，而杂原子、极性溶剂和高压对β相的形成也有影响。
二、结晶动力学UHMWPE结晶的动力学过程包括成核、形核、生长和共晶四个阶段。
成核是指稳定的、吸附在表面的转变结构的形成。
在形核阶段，转变结构开始大量形成并产生强烈的拉伸效应。
生长是指转变结构伴随原始结构的拉伸和分散。
共晶阶段是指优势晶种（α和β相）共存，并加速β相的生长。
研究UHMWPE结晶的动力学过程有利于掌握其结晶过程的关键环节，从而改进制备工艺和提高材料的性能。
三、结晶过程中的流变行为UHMWPE结晶过程中的流变行为体现了其与其他材料的不同。
一般来说，Tm 下升温制样气泡破裂成为UHMWPE加工的主要障碍。
此外，结晶温度越高，粘度越低，对加工影响越小。
同时，随着晶界密度的增加，UHMWPE的弯曲模量也会降低。
由于UHMWPE的流变行为与其结晶行为密切相关，因此研究其流变行为也有助于更深入地理解其性质和应用。
四、UHMWPE的机械性质UHMWPE不仅具有高结晶度和高分子量，还具有很好的力学性能。
它的抗拉强度和断裂伸长率均高于钢材，成为一种重要的结构材料。
其中的高结晶度是抗拉强度增加的关键，但也会降低其断裂伸长率。
同时，UHMWPE还有较好的耐磨性、抗冲击性和耐腐蚀性，能够应用于各种领域。
超高分子量聚乙烯纤维的表面改性
２ ０ １ ５年 ２月
粉 末 冶 金 技 术
Ｐｏｗｄｅ ｒ Ｍｅ ｔ ａ ｌ ｌ ｕｒ ｇ ｙ Ｔ．１ Ｆｅ ｂ． ２ ０ｌ ５
超 高分 子 量 聚 乙烯 纤 维 的表 面 改性
赵 晓琳 杜 建 华 杨 宏伟 ’ 贾成 厂 吕莹 莹
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超高分子量聚乙烯纤维分子结构
超高分子量聚乙烯纤维分子结构
超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）的分子结构为线性多聚物，由多达几百万个乙烯分子组成。
每个乙烯分子都通过共价键与相邻分子相连，形成了一个庞大的分子链。
这种线性结构使UHMWPE材料具有极高的分子量和强度，同时也使其具有良好的化学稳定性和耐磨性。
此外，UHMWPE分子链间存在短程有序结构，这导致了材料具有比较高的刚性和振动衰减能力。
这种特殊的分子结构使UHMWPE纤维具有许多优异的性能，如高轴向比拉伸强度和模量、优越的能量吸收性能和阻尼性能、耐紫外线辐射、耐化学腐蚀、比能量吸收高、介电常数低、电磁波透射率高、摩擦系数低以及突出的抗冲击、抗切割等性能。
以上内容仅供参考，建议查阅专业化学书籍或咨询专业化学专家以获取更准确的信息。
超高分子量聚乙烯纤维抗蠕变性能研究
超高分子量聚乙烯纤维抗蠕变性能研究
摘要：蠕变是材料在恶劣环境下长期受力后产生的一种塑性变形现象。
超高分子量聚乙烯纤维作为一种具有优异性能的工程材料，其抗蠕变性能对其应用范围和寿命具有重要影响。
本研究通过实验研究了超高分子量聚乙烯纤维的抗蠕变性能，并对其影响因素进行了探讨。
实验结果表明，超高分子量聚乙烯纤维具有较好的抗蠕变性能。
在高温和长时间受力的条件下，纤维的蠕变变形较小。
同时，纤维的抗蠕变性能还受到应力水平和应力历史的影响。
在相同应力水平下，应力历史越长，纤维的蠕变变形越大。
这是由于长时间的应力作用会导致纤维内部结构的改变，使其易于发生蠕变变形。
进一步研究发现，超高分子量聚乙烯纤维的抗蠕变性能与其分子量和结晶度密切相关。
分子量越高、结晶度越高的纤维具有更好的抗蠕变性能。
这是因为高分子量和高结晶度可以增加纤维的强度和刚度，使其能够更好地抵抗蠕变变形。
此外，纤维的表面处理也对其抗蠕变性能有一定影响。
疏水性表面处理可以减少纤维与环境中水分子的接触，从而降低蠕变变形。
而表面润湿性处理则会增加纤维与水分子之间的接触，导致蠕变变形加剧。
综上所述，超高分子量聚乙烯纤维具有较好的抗蠕变性能，其分子量、结晶度和表面处理等因素对其抗蠕变性能具有重要影响。
这些研究结果为超高分子量聚乙烯纤维在工程领域的应用提供了理论依据和实验支持。
关键词：超高分子量聚乙烯纤维；抗蠕变性能；分子量；结晶度；表面处理。
黏度法测定超高分子量聚乙烯分子量的研究
黏度法测定超高分子量聚乙烯分子量的研究
超高分子量聚乙烯的分子量的测定方法中，黏度法是一种非常重要的方法。
以下研究讨论如何用黏度法测定超高分子量聚乙烯的分子量。
一、黏度法原理
黏度法利用超高分子量聚乙烯在不同条件下具有不同的流变性，根据其黏度的变化可以推测其分子量的大小。
黏度假定为粘弹性流体的标准特性，其粘弹性是由液体的分子结构引起的。
当一种粘弹性流体的流量随时间变化时，其黏度也就相
应地变化了，可以用黏度来确定一个分子的大小。
二、实验研究
实验中使用的超高分子量聚乙烯样品取自由中国科学院预制材料聚合物研究室。
实验中使用Eirich Universal Rheometer采用背压调节技术，用于测量聚合物的
流变特性。
Step 1：将聚合物液体放入Eirich Universal Rheometer中，并调节Eirich Universal Rheometer使聚合物液体均匀分布。
Step 2：观察聚合物液体的流变特性，并记录其黏度变化值。
Step 3：按照不同的温度和压力变化，继续观察聚合物液体的流变特性，记录
其黏度变化值，从而推测出聚合物的分子量大小。
三、结果与分析
实验结果显示，随着温度的升高，聚乙烯的黏度减小，而随着压力的升高，聚乙烯的黏度增加；另外，聚乙烯的黏度也会随着实验中使用的聚乙烯样品的分子
量的增大而增大。
根据实验结果，可以推断出聚乙烯的分子量与实验中使用的聚乙烯样品的分子量成正比，可以通过黏度法准确测定超高分子量聚乙烯的分子量。
四、结论
本实验通过黏度法，准确测定超高分子量聚乙烯的分子量，表明该方法是有效、准确和可靠的。
超高分子量聚乙烯纤维的无卤阻燃整理
超高分子量聚乙烯纤维的无卤阻燃整理超高分子量聚乙烯纤维是一种具有无卤阻燃性能的纤维材料，其广泛应用于防火领域。
本文将从材料特性、制备方法、应用领域等方面介绍超高分子量聚乙烯纤维的无卤阻燃整理。
超高分子量聚乙烯纤维是一种由聚乙烯高分子聚合而成的纤维材料，具有超高的分子量和优异的物理性能。
由于其特殊的分子结构和分子量分布特性，超高分子量聚乙烯纤维具有很高的拉伸强度、模量和耐磨性，同时具有较低的密度和良好的耐化学性。
在防火领域，超高分子量聚乙烯纤维的无卤阻燃性能使其成为一种重要的材料。
相比传统的溴系阻燃剂，无卤阻燃剂在阻燃过程中不会产生有毒气体和有害物质，更加环保和安全。
无卤阻燃剂通常采用磷系化合物、氮系化合物等作为主要添加剂，通过阻断燃烧链反应，降低材料的燃烧速率和热释放量，从而实现阻燃效果。
制备超高分子量聚乙烯纤维的方法主要有熔融纺丝法和溶液纺丝法。
熔融纺丝法是将超高分子量聚乙烯原料加热至熔融状态后，通过纺丝装置将熔融聚乙烯挤出成纤维。
溶液纺丝法则是将超高分子量聚乙烯溶解于适当的溶剂中，形成聚合物溶液后，通过纺丝装置将溶液挤出成纤维。
无论是熔融纺丝法还是溶液纺丝法，都需要控制纺丝工艺参数，如温度、挤出速度等，以获得理想的纤维形态和性能。
超高分子量聚乙烯纤维的无卤阻燃整理主要通过添加无卤阻燃剂或采用无卤阻燃工艺来实现。
添加无卤阻燃剂是一种常见的方法，可以通过将无卤阻燃剂与超高分子量聚乙烯原料混合，或者在纺丝过程中向熔融聚乙烯中添加无卤阻燃剂，使纤维具有无卤阻燃性能。
此外，采用无卤阻燃工艺也是一种有效的方法，通过调整纺丝工艺参数和后续处理工艺，如拉伸、热定型等，使纤维具有无卤阻燃性能。
超高分子量聚乙烯纤维的无卤阻燃性能使其在防火领域具有广泛的应用。
例如，在航空航天、交通运输等领域中，超高分子量聚乙烯纤维可以用于制作防火服装、座椅材料等，提供人身安全保护。
在建筑领域，超高分子量聚乙烯纤维可以用于制作无卤阻燃隔热材料、防火板等，提高建筑物的防火安全性。
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全球超高分子量聚乙烯纤维市场研究报告
新材料在线产业研究院
化工新材料研究组
2015年7月
一、超高分子量聚乙烯
纤维概述
什么是超高分子量聚乙烯纤维？
超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE ）是由相对分子质量在100万～500万的聚乙烯所纺出
的纤维，是目前世界上强度最高与比重最轻的纤维，比钢丝高15倍，但是它非常轻-最多可比芳纶等材料轻40%。
几种纤维强度和密度比较
（Dyneema ®蓝色为UHMWPE 纤维）
强度（c N /d t e x ）
UHMWPE 纤维的性质
☐超高分子量聚乙烯纤维于20世纪70年代末最先由荷兰DSM 公司实现商业化,
☐作为当今世界三大高科技纤维（碳纤维、芳纶和超高分子量聚乙烯纤维）之一，UHMWPE 纤维具有以下优异特性：
超高强度耐冲击性能好
抗紫外性能佳
电绝缘性好导热性能佳重量轻耐化学腐蚀☐UHMWPE 的缺点是耐热性较低，在应力下的熔融温度为145～160℃，压缩性较差，有可燃性并存在一定蠕变性。
UHMWPE 纤维的合成工艺
☐凝胶纺丝-热拉伸法已成为相对成熟的工业化生产技术，根据使用的溶剂不同，可以分为：干法路线（十氢萘等高挥发性溶剂,以DSM/Toyobo 为代表）和湿法路线（矿物油、白油等低挥发性溶剂，以Honeywell/三井化学为代表）☐与湿法工艺相比，干法纺丝工艺具有流程短、生
产工艺环保、产品综合性能指标高等特点。
干法路线合成UHMWPE 纤维示意图
预溶胀槽
溶解槽
平行双螺杆挤出机
冷却槽
导丝机
预拉伸浴
烘干预拉伸多级高倍热拉伸
成品卷绕机
UHMWPE 树脂
溶剂、抗氧化剂
冷却水
萃取剂
UHMWPE 纤维成品
UHMWPE 纤维产业链
UHMWPE 纤维
UHMWPE 树脂
◆
军工国防
◆
航空航天
◆
海洋产业
◆
体育器材
◆
医疗卫生
◆
建筑行业
◆
其他行业
UHMWPE 纤维的主要应用
序号应用领域绳索纺织织物复合材料
1海洋产业系泊、拖网、拖牵
缆、海上养殖业用
缆、海上采油用缆、
海底采集作业用缆
海上挡油堤、捕
鱼拖网、围网、
深海养殖网箱
船体及构件
2军事装备海上布雷网
降落伞绳软质防弹衣
降落伞
伪装网
坦克车装甲板、轻
体装甲车车身、航
行器、武装直升机
装甲板、防弹运钞
车防弹板、通讯指
挥车防弹车身、防
弹头盔等
3安全
防护品防割手套、防割
工作服、防刺服
防弹头盔、防弹衣
高性能插板、防弹
盾牌
4体育器械登山绳索、钓鱼线
球拍网线、风筝绳
弓弦
船帆、吹气船、
击剑服
赛艇、射箭弓、滑
雪撬、曲棍球棒、
钓鱼竿
5航空航天“神舟”飞船海上
救捞网、降落伞绳
索
飞机舱内结构件、
驾驶舱安全防护门
6医疗手术缝线、人造肌医用手套X室抗屏蔽工作台7建筑业货物吊绳防护、吊货网安全帽
8其它柔性集装箱、起吊
绳索、车辆牵引绳
气球拉绳、直升机
起吊绳索、填石网
兜、光缆加强芯
蓬盖布、运输带无线发射整流罩
UHMWPE纤维的主要应用示例
防弹服和移动装甲
防切割手套
系泊绳和吊带
钓鱼线
二、UHMWPE纤维
市场分析
全球UHMWPE纤维的需求量
约5万吨！
☐专家预测，未来5年和10年内世界UHMWPE 的年需求量将分别在6万t 和10万t。
☐欧美主要用于防弹衣和武器装备，占总量60%~70%，其次为绳缆占20%、渔网等占5%、劳动防护占5%。
防弹衣和武器装备
绳缆
渔网
劳动防护Sources：汪家铭《超高分子量聚乙烯纤维产业现状与市场前景》
国内UHMWPE纤维的需求量
约1万吨！
☐我国UHMWPE纤维应用较多的是绳索类产品，仅国内缆绳行业的纤维材料年需求量在3 kt以上；其次应用于软质防弹衣、防刺服、防弹头盔等类产品，市场的需求量非常巨大。
☐国内产能最大的为上海斯瑞，约为3kt；其次为湖南中泰和宁波大成。
☐未来，随着产能提升和价格下降，UHMWPE 纤维应用范围将不断扩展，尤其是其在民用领域（绳缆、远洋渔网、海上养殖、劳动防护类）的应用。
☐国际市场UHMWPE 纤维产品被荷兰DSM 、美国Honeywell 与日本三井化学所垄断。
☐DSM 是世界上产量最高、质量最佳的制造商，约占国际市场的80%。
国际市场产能约为1.78万吨！Sources ：新材料在线整理
公司产能（t/a ）说明
DSM 14200干法，其中荷兰约3000t ，美国约3000t ，日本合资公司（与Toyobo ）3200t ，中国山东爱地5000t
Honeywell 3000湿法
三井化学
600干法合计17800
公司
产能（t/a ）说明上海斯瑞聚合体科技有限公司
3000湿法湖南中泰特种装备有限责任公司
2000湿法宁波大成新材料股份有限公司
2000湿法中国石化仪征化纤股份有限公司
1300干法北京同益中特种纤维技术开发有限公司
600湿法，中纺投资全资子公司山东爱地高分子材料有限公司
5000湿法，已被DSM 收购剑乔科技江苏有限公司
3200湿法，在建九九久3200湿法，一期1600t 试产Sources ：新材料在线整理
国内市场产能约为0.9万吨！国内UHMWPE 纤维主要公司产能分布情况
（若在建产能全部释放可达1.5万吨以上）
三、UHMWPE纤维原材料市场分析
原材料-UHMWPE 树脂市场分析
☐全球UHMWPE树脂的产能约170 kt/a，☐其中国外主要生产厂家有德国TICONA公司、美国蒙特尔公司、荷兰DSM 公司和日本三井石化公司等
公司名称生产能力
（kt/a）
德国TICONA公司90
美国蒙特尔公司27
荷兰DSM公司10
日本三井石化公司 4.5北京东方石油化工有限公司20
上海化工研究院4
齐鲁化工研究院2
无锡富坤化工有限公司4安徽省特佳劲精细化工有限公司7.2 Sources：武红艳，超高分子量聚乙烯纤维的生产技术和市场分析
四、UHMWPE纤维
未来展望
UHMWPE纤维未来展望
一、规模化将成为发展趋势
☐UHMWPE纤维暴利时代已经过去，提高质量、降低成本是各企业考虑的重点，也是技术发展的重点。
二、合成路线干法化
☐我国UHMWPE纤维的生产技术以石蜡油为溶剂的湿法路线比较成熟，但产品仍属低端。
☐与湿法相比，干法路线是一种环境友好的生产工艺路线。
国外干法产品为主，国内仅仪征化纤1家采用干法路线，国内干法技术还有很大发展潜力。
我国UHMWPE纤维产业政策
☐《化纤工业“十二五”发展规划》在“促进高性能纤维产业化”专栏中明确要求：“超高分子量聚乙烯纤维：优化现有工艺技术，提升产品质量；实现十氢萘工艺技术产业化，强化应用技术开发与推广。
形成年产20000吨的产业化产能”。
☐《石油和化学工业“十二五”发展规划》在“重点任务”中明确将超高分子量聚乙烯纤维列为“十二五”高端石油化工产品发展重点。
☐《新材料产业“十二五”发展规划》在“发展重点”中将超高分子量聚乙烯纤维列为高性能增强纤
维发展重点，规划要求：“积极发展高性能聚乙烯
纤维干法纺丝技术及产品，突破纺丝级专用树脂生
产技术，降低生产成本”。
同时，将高分子量聚乙烯纤维列入新材料产业“十二五”重点产业目录。
UHMWPE纤维上市公司一览1、中纺投资（600061）
简介：全资子公司北京同益中特种纤维技术开发有限公司的高强PE纤维项目通过中国纺织工业协会的省部级鉴定，拥有独立自主的知识产权；公司拥有9项发明专利，其中欧洲和韩国专利各1项，成为公司利润的主要来源之一，并连续成功应用于“神舟五号”和“神舟六号”的打捞回收系统。
2、九九久（002411）
简介：公司在江苏如东沿海经开区建有年产3200吨高强高模聚乙烯纤维项目。
2014年年报披露，一期1600吨高强高模聚乙烯纤维投入试生产并形成销售，后期有望逐步增添效益。