高强高模聚乙烯纤维性能和用途.
高性能聚乙烯纤维
高性能聚乙烯纤维
聚乙烯纤维是一种高性能合成纤维材料,具有极强的拉伸强度和耐磨性,被广
泛应用于各种领域。
高性能聚乙烯纤维由聚乙烯高分子聚合而成,具有较高的抗拉强度和耐磨性,是纺织行业中重要的功能纤维之一。
特性及优势
高性能聚乙烯纤维具有以下特性及优势: - 高强度:聚乙烯纤维具有较高的抗
拉强度,比普通纤维更具韧性和耐磨性。
- 轻盈:相比起其它合成纤维,聚乙烯纤
维更轻便,适合制作轻质纺织品。
- 耐磨性:聚乙烯纤维具有较好的抗磨性能,耐
久耐用。
- 抗化学腐蚀:聚乙烯纤维具有较好的抗化学腐蚀性,适合用于特殊环境。
应用领域
高性能聚乙烯纤维在各个领域得到广泛应用,主要包括以下几个方面: - 防弹
背心:由于其高强度和耐磨性,聚乙烯纤维常被用于制作防弹背心,提供有效的
保护。
- 航空航天:在航空航天领域,聚乙烯纤维被用于制作轻质、耐磨的航空材料。
- 体育用品:聚乙烯纤维也被广泛用于制作体育用品,如运动服装、运动鞋等。
- 防护服:在化工、医疗等行业,聚乙烯纤维的耐磨性和抗化学腐蚀性使其成为理
想的防护服材料。
结语
高性能聚乙烯纤维以其优异的特性和广泛的应用领域,成为当今纺织行业中不
可或缺的一部分。
随着技术的不断进步和创新,聚乙烯纤维在未来将有更广阔的发展空间,为各个领域带来更多创新和可能。
高强高模聚乙烯纤维性能和用途
高强高模聚乙烯纤维性能和用途(一)性能介绍UHMWPE纤维特殊的结构特征决定了它具有许多良好的优异的性能。
一般而言,高强高模聚乙烯纤维本身具有三种形状:即单丝、复丝和带子,形状规格不同其物理性能差异较大。
UHMWPE纤维具有很高的轴向比拉伸强度和模量,而且能量吸收性能比芳纶优越,并且也弥补了高性能的碳纤维、碳化硅纤维等断裂应变小的弱点。
同时它还具有耐紫外线辐射、耐化学腐蚀、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。
它是目前强度最高的纤维之一,比强度能达到优质钢的15 倍,模量也很高,仅次于特种碳纤维。
断裂伸长率较其它特种纤维高,断裂功很大。
UHMWPE 纤维性能指标:回潮无沸水收缩率<1%,熔点135~145℃,导热率(沿纤维轴向)20w/m k ,热膨胀系数-12×106/k21,介电常数(22℃,10GHhz)2.25,介电强度900kv/cm 。
(1)优良的力学性能高强高模聚乙烯纤维的密度为0.97g/cm3,只有芳香族聚酰胺纤维(芳纶)的2/3、高模碳纤维的1/2,而轴向拉伸性能很高。
Spectra1000纤维的比拉伸强度时现是高性能纤维中最高的,比拉伸模量比高模量碳纤维低,但比芳香族聚酰胺纤维高得多。
如果再考虑比重的话,它是一种非常独特的纤维,在保持良好性能同时,还能省重量。
高强高模PE纤维的理论值可达320km,约为芳纶的二倍。
由于复合材料的拉伸强度是由纤维控制的,因此高强高模聚乙烯纤维单向增强复合材料的纵向拉伸性能也很好。
几种高性能纤维的性能比较表见表1—5。
图1—12是各种纤维的应力—应变曲线,从图上可以看到,强度在2.734~3.5N/tex 范围内,高强高模聚乙烯纤维的断裂伸长率为3%~5%,相对于碳纤维、玻璃纤维和芳香族聚酰胺纤维来说,拉断该纤维所花费的能量是最大的。
图1—13对几种纤维的比强度、比模量进行了比较。
从图中可以看出,高强高模聚乙烯纤维的比强度、比模量明显高于其他纤维,在相同质量的材料中,强度最高。
超高分子量聚乙烯纤维的抗撕裂性能及应用前景
超高分子量聚乙烯纤维的抗撕裂性能及应用前景超高分子量聚乙烯纤维(Ultra-High Molecular Weight Polyethylene, UHMWPE)是一种具有极高分子量的聚合物材料,具有出色的抗撕裂性能。
本文将探讨超高分子量聚乙烯纤维的抗撕裂性能及其在不同领域的应用前景。
一、超高分子量聚乙烯纤维的抗撕裂性能超高分子量聚乙烯纤维由于其独特的结构和制备工艺,在抗撕裂性能方面表现出色。
首先,它具有极高的分子量,分子链的长度可以达到数百万甚至数千万。
这种超长分子链使得纤维能够吸收和分散应力,从而有效抵御撕裂的传播。
其次,聚乙烯纤维具有很高的韧性和柔韧性,能够在外力作用下进行迅速的变形和拉伸,从而降低撕裂的风险。
此外,纤维表面光滑,不易粘连,使得撕裂扩展的难度进一步增加。
综上所述,超高分子量聚乙烯纤维具备出色的抗撕裂性能。
二、超高分子量聚乙烯纤维在防护材料领域的应用前景1. 防弹衣超高分子量聚乙烯纤维具有优异的抗弹性能和高强度特点,能够有效防止子弹的穿透和撕裂,成为理想的防弹衣材料。
其轻巧灵活的特性也使得穿戴者在行动时更加自如,减轻负担,提供全方位的保护。
2. 刺防手套由于超高分子量聚乙烯纤维具有出色的抗刺穿性能,制作成刺防手套可以应用在安保、警察等行业,为从业人员提供有效的防护措施。
不仅能够有效防止尖锐物体的穿刺,还能保持手部的握持灵活性和灵敏性。
三、超高分子量聚乙烯纤维在运动装备领域的应用前景1. 运动护具超高分子量聚乙烯纤维由于其轻便和高强度的特性,可用于制作运动护具,如护膝、护肘等。
其出色的撕裂性能和耐磨性能,能够有效保护运动员受伤,提供更安全的运动环境。
2. 登山绳索超高分子量聚乙烯纤维还可以用于制作登山绳索,由于其轻量化和出色的抗撕裂性能,可以确保登山者在极限环境下的安全。
同时,其耐磨性也大大增强了登山绳索的使用寿命。
四、超高分子量聚乙烯纤维在工程领域的应用前景1. 高强度绳索超高分子量聚乙烯纤维具有极高的拉伸强度,可用于制作高强度绳索,如吊索、起重绳索等。
2024年高强高模聚乙烯纤维市场策略
2024年高强高模聚乙烯纤维市场策略引言高强高模聚乙烯纤维是一种以聚乙烯为原料制备的特种纤维,具有优异的物理机械性能和化学稳定性,广泛应用于纺织、建筑、化工等领域。
本文将分析高强高模聚乙烯纤维市场现状及竞争状况,并提出相关市场策略。
市场现状近年来,高强高模聚乙烯纤维市场呈现快速增长的趋势。
其广泛应用于纺织行业,如服装、家纺、工业织物等,以及建筑行业的隔热材料、防水材料等。
高强高模聚乙烯纤维的优异性能和多样化的应用领域使其成为市场热门产品。
竞争状况目前,高强高模聚乙烯纤维市场竞争激烈。
主要竞争对手包括国内外知名企业,如杜邦、美新高岭、迎驾集团等。
这些企业具有较强的研发能力和生产规模,且品牌影响力较大。
为了在市场竞争中取得优势,我们需要制定相应的市场策略。
市场策略1. 加强产品研发和创新高强高模聚乙烯纤维市场竞争激烈,为了抢占市场份额,我们应加大对产品研发和创新的投入。
通过提升产品性能和附加值,满足市场不断变化的需求,打造具有竞争力的产品。
2. 优化市场定位和分销渠道明确定位自身产品的市场定位,并制定相应的营销策略。
针对不同市场需求,制定不同的定价策略和销售渠道。
与经销商建立稳固的合作关系,扩大销售网络和渠道,提升产品在市场中的曝光度。
3. 加强品牌建设和市场推广通过加大品牌宣传和市场推广力度,提高产品的知名度和美誉度。
参加各种行业展览和交流活动,与客户进行深入沟通,提升品牌形象和市场份额。
加强线上线下渠道的整合,提供全方位的服务和支持。
4. 客户关系管理注重与客户的长期合作关系,建立良好的客户关系管理体系。
通过了解客户需求和要求,提供个性化的解决方案,增强客户黏性和忠诚度。
及时跟踪客户反馈和市场变化,做出调整和改进。
5. 提供优质售后服务我们将致力于提供优质的售后服务,包括产品使用指导、技术支持、质量保证等。
及时处理客户投诉和问题,提供满意的解决方案。
通过提供优质的售后服务,增强客户满意度和口碑。
高强高模PVA纤维
高强高模PVA纤维高强高模聚乙烯醇(PVA)纤维是一种高性能纤维产品,具有良好的力学性能、生物相容性和低毒性。
由于其与水的亲和性较好,在碱性水泥浆中分散性好,特别是其较独特的表面结构使其具有良好的机械结合性,强度可达石棉增强水泥的2.5倍以上,因此,可用于水泥、陶瓷建筑材料的增强;同时,其优良的耐腐蚀性,还可用于绳缆、水产业;此外,由于其伸度小,与橡胶、塑料等高分子材料的粘合性好,可用于橡胶制品、涂布层、编织软管等的粘合;在人造肠和医用缝合线领域也有应用。
★绿色+高性能,石棉的完美替代品。
2010年世界高强高模PVA纤维产量超过5.5万吨,主要用于替代石棉,主要生产企业包括日本可乐丽、尤尼契卡和我国的皖维高新三家公司。
作为建筑材料,石棉造成的环境污染及致癌危胁越来越受到公众的关注,近年来,随着禁用石棉国家数量的不断扩大,各国加快了寻找石棉替代品的步伐,纷纷采用改性腈纶、抗碱玻璃纤维、改性聚丙烯纤维、芳纶纤维、碳纤维或钢纤维等来增强水泥制品。
这些纤维中部分品种的强度和扬氏模量相对较高,但价格十分昂贵,如芳纶碳纤维等;改性腈纶、改性聚丙烯纤维虽然价格低,但强度和扬氏模量偏低,因此,应用受到一定的限制。
近20年来,日本、瑞士、意大利、联邦德国等对高强度、高模量抗碱性好的化学纤维代替石棉制造无石棉纤维水泥板、瓦、管材等进行了大量的研究与开发工作,由于高强高模PVA纤维具有强度和杨氏模量高、伸度低、耐酸碱性及抗溶剂性,耐日晒牢化,具有的独特横断面形状,与水泥粘着力好等优良特点,在代用石棉方面以其综合性能优势,性价比高等特点,被誉为石棉最理想的“绿色环保“替代品。
经大量的实验和建筑实践证明,1m3的混凝土中加入900g高强高模PVA纤维,纤维的总根数能达到3000万根,而且分布均匀,在混凝土的内部结构里能达到一个较好的承托效果。
特别是在防止混凝土早期容易出现的离析沉降裂缝、塑性裂缝、干缩裂缝方面,纤维的功能尤为明显。
高强高模聚乙烯纤维_UHMWPE_综述_花银祥
0引言高强高模聚乙烯纤维(又称超高分子量聚乙烯纤维,简称UHMWPE)是一种具有战略意义的高性能纤维,是继碳纤维和芳纶之后的第三大工业化高性能纤维,该纤维外观为白色,具有强度高、模量高、质量轻、化学稳定性好、耐光性好、耐低温、使用寿命长等许多优异的性能,还具有良好的耐化学腐蚀、比能量吸收高、电磁波透射率高、摩擦系数低、优良的耐冲击和抗切割性能,以及不吸水、与生物相容性好等特点,并且是所有高强高模纤维中密度最小的纤维,也是唯一一种能够在水面上漂浮的纤维,具有优秀的物理机械性能。
其比强度是目前在使用的纤维中最高的,比对位芳纶还高40%,是优质钢丝的15倍以上,使用温度可低至零下150℃[1-2]。
高强高模聚乙烯纤维因其优异的性能而广泛应用于国防、航空、航海、体育器材、个体防护等领域,特别是近些年国内外高强高模聚乙烯纤维的生产和应用都有很大发展[1],是制作软质防弹服、防刺衣、轻质防弹头盔、雷达防护罩、导弹罩、防弹装甲、舰艇及远洋船舶缆绳、轻质高压容器、航天航空结构件、深海抗风浪网箱、渔网、赛艇、帆船、滑雪撬、钓竿、球拍以及牙托材料、医用移植物、整形缝合材料等的极佳材料,已在防弹,绳缆等领域有着成熟的应用,在航空航天、深海、医疗等尖端领域有着广泛的使用前景。
如下主要就UHMWPE纤维的发展情况、性能、改性及其应用方面加以介绍,并对今后的发展前景进行了预测。
1高强高模聚乙烯纤维(UHMWPE)发展历史及发展状况高强高模聚乙烯纤维(UHMWPE)是采用冻胶纺丝———超倍热拉伸技术制得的高性能纤维,这种方法和技术是荷兰人首先发明提出的,美国在世界上首先形成生产该纤维的中试装置并进行商品化生产,且开始进行产品开发应用,主要应用于高性能绳、缆索和防护服、防御装置、盔甲和防弹类制品[3]。
1984年,荷兰与日本合资建立了中试工厂,1990年荷兰开始在本国进行商品化生产,主要致力于提高纤维的性能规格,因此,生产装置不断地完善、改进。
超高分子量聚乙烯纤维的抗静电性能及应用前景
超高分子量聚乙烯纤维的抗静电性能及应用前景超高分子量聚乙烯纤维(Ultra-High Molecular Weight Polyethylene Fiber,简称UHMWPE纤维)是一种具有优异性能的高性能纤维材料。
它具备很高的拉伸强度和模量,同时拥有出色的耐磨、抗切割、抗腐蚀性能等。
在工程领域中,UHMWPE纤维的应用广泛,并且广受关注。
本文旨在探讨UHMWPE纤维的抗静电性能以及其应用前景。
一、UHMWPE纤维的抗静电性能UHMWPE纤维在制造过程中通常会加入抗静电剂,这使得纤维具备了良好的抗静电性能。
抗静电剂的加入能有效地消除纤维表面的静电荷,从而防止静电的积累和电荷的释放。
这让UHMWPE纤维在使用过程中避免了由于静电引起的火花、爆炸和电击等安全隐患。
此外,UHMWPE纤维的低表面能以及其微米级粗糙的表面结构,也有助于降低静电荷的积累。
相比其他传统纤维材料,UHMWPE纤维在抗静电性能方面表现出较好的特性。
二、UHMWPE纤维的应用前景1. 防护材料领域UHMWPE纤维因其出色的抗弹性和切割性能,被广泛应用于防护材料领域。
例如,它可以用于制作防弹衣、防刺手套和防刺面罩等防护装备。
由于其高强度和轻质特点,UHMWPE纤维可以提供更高级别的防护,同时减轻穿戴者的负荷,极大地增加了防护装备的舒适性。
2. 船舶工程领域由于UHMWPE纤维具备良好的抗腐蚀性能和耐磨性,它常被应用于船舶工程领域。
在海洋环境中,船只经常受到磨损和腐蚀的侵蚀,而UHMWPE纤维能够有效地减少这些问题的发生,延长船舶的使用寿命。
此外,UHMWPE纤维还可以用于制作锚纤绳,具备出色的抗拉伸和耐磨性能,为船只提供可靠的锚泊保护。
3. 体育用品领域受益于UHMWPE纤维的高强度和轻质特性,它在体育用品领域也有广阔的应用前景。
例如,它可以用于制作运动鞋的鞋面材料,提供更好的支撑和保护;同时也可以用于制作运动器械的抗拉伸绳索,提供更高的安全保障。
2024年高强高模聚乙烯纤维市场需求分析
2024年高强高模聚乙烯纤维市场需求分析引言高强高模聚乙烯纤维是一种具有高强度和高模量的合成纤维,具有出色的抗拉性能和高弹性模量,被广泛应用于纺织、建筑、航空航天等领域。
本文将对高强高模聚乙烯纤维市场的需求进行分析,探讨其未来发展趋势和市场前景。
1. 市场概况高强高模聚乙烯纤维市场在过去几年内持续增长,主要受益于其优异的物理性能和广泛的应用领域。
根据市场调研数据,全球高强高模聚乙烯纤维市场规模从2016年的XX万吨增长到2019年的XX万吨,年均复合增长率达到XX%。
2. 市场驱动因素2.1 建筑业的增长建筑业是高强高模聚乙烯纤维的主要应用领域之一。
随着全球城市化进程的不断推进,建筑业持续增长,对高强高模聚乙烯纤维的需求也在增加。
高强高模聚乙烯纤维在建筑材料中的应用能够增强材料的强度和刚度,提高建筑物的抗震能力和耐久性。
2.2 纺织业的需求增加高强高模聚乙烯纤维在纺织行业中有着广泛应用,用于制作高强度纺织品和绳索。
随着人们对品质和舒适性的需求提升,高强高模聚乙烯纤维的需求不断增加。
此外,纺织品行业对环保材料的需求也为高强高模聚乙烯纤维的市场增长提供了机遇。
2.3 航空航天工业的发展航空航天工业对高强高模聚乙烯纤维的需求也在逐渐增加。
高强高模聚乙烯纤维具有低密度、高强度和抗腐蚀性等特点,非常适合用于制造航空航天器件和航空材料。
随着全球民航业的发展和新能源飞机的兴起,高强高模聚乙烯纤维的市场需求将进一步增长。
3. 市场挑战和限制因素3.1 市场竞争加剧随着高强高模聚乙烯纤维市场的快速发展,市场竞争也越来越激烈。
许多企业涌入这一领域,产品同质化程度高,导致市场价格竞争激烈,企业利润空间受到压缩。
3.2 原材料价格波动高强高模聚乙烯纤维的生产需要大量的聚乙烯作为原材料,而聚乙烯的价格受到原油价格等因素的影响,价格波动较大。
原材料价格的不稳定性使得高强高模聚乙烯纤维生产企业面临成本压力。
4. 市场前景和未来发展趋势虽然高强高模聚乙烯纤维市场面临一些挑战,但市场前景依然乐观。
高强高模pva纤维用途
高强高模pva纤维用途高强高模PVA纤维用途引言:高强高模PVA纤维是一种具有出色性能和广泛应用的合成纤维。
它以聚乙烯醇为主要原料制成,具有高强度和高模量的特点。
本文将介绍高强高模PVA纤维的用途,并探讨其在不同领域的应用。
一、建筑领域高强高模PVA纤维在建筑领域具有重要的应用价值。
在混凝土中添加PVA纤维可以增强混凝土的抗裂性能,提高混凝土的抗拉强度和耐久性。
此外,PVA纤维还可以增加混凝土的韧性和抗冲击性,提高混凝土的整体性能。
因此,在高速公路、桥梁、地铁隧道等工程中广泛应用了高强高模PVA纤维增强混凝土。
二、纺织领域高强高模PVA纤维也被广泛应用于纺织领域。
由于其优异的力学性能和耐磨性,PVA纤维常被用于制作高强度的纺织品,如防弹衣、防刺织物和抗割织物。
此外,PVA纤维还可以用于制作运动服、户外装备等,具有优异的耐久性和舒适性。
三、复合材料领域高强高模PVA纤维在复合材料领域也有广泛的应用。
由于其高强度和高模量的特点,PVA纤维可以用于增强复合材料的力学性能。
例如,在航空航天领域,PVA纤维常被用于制作复合材料结构件,如飞机机身和翼梁等。
此外,PVA纤维还可以用于制作汽车零部件、船舶结构件等,提高产品的强度和刚度。
四、环境保护领域高强高模PVA纤维在环境保护领域也有着重要的应用。
由于其优异的吸水性能,PVA纤维可以用于制作高效的吸水材料。
例如,在污水处理中,可以使用PVA纤维制作吸附剂,用于去除水中的有害物质。
此外,PVA纤维还可以用于制作土壤保水材料,提高土壤的保水能力,减少水资源的浪费。
结论:高强高模PVA纤维具有广泛的应用前景。
在建筑、纺织、复合材料和环境保护等领域,PVA纤维的应用已经取得了显著的成果。
随着科学技术的不断进步,相信高强高模PVA纤维将在更多的领域发挥重要作用,为社会的发展和进步做出更大的贡献。
超高分子量聚乙烯纤维行业分析报告
超高分子量聚乙烯纤维行业分析报告超高分子量聚乙烯纤维是一种具有高强度、高耐磨、低摩擦系数等特点的新型纤维材料。
它是通过化学改性、高温加压、拉伸等复杂工艺制成的。
此类产品被广泛应用于船舶、航空、汽车、机械、电力、冶金等领域,是高性能工程材料的重要组成部分之一。
市场定义:超高分子量聚乙烯纤维,简称UHMWPE fiber,是由聚乙烯聚合物改性所得到的高性能纤维材料。
其特点在于具有极高的静态和动态摩擦系数、高强度、高模量、低质量密度等特点,同时表现出很好的化学稳定性、抗老化以及耐腐蚀性能。
分类特点:按照纤维的生产工艺可以将UHMWPE fiber分为两类:1.湿法UHMWPE fiber:纤维的生产过程中包含有溶剂的丙烯,一种对环境影响较大的化学物质。
2.干法UHMWPE fiber:对环境等安全问题的影响较小。
产业链:UHMWPE fiber被广泛应用在国防、军工、民用、体育器材、工程防护等领域。
产业链的主要环节包括:原料供应商、化纤加工、超高分子量聚乙烯纤维生产、UHMWPE fiber制品加工以及终端应用。
发展历程:超高分子量聚乙烯纤维的发展历程可以分为以下几个阶段:1. 湿法制程时代1980年,国外首次成功研制出UHMWPE fiber,其生产工艺主要是湿法制程,产生丙烯溶液等环境问题。
2. 干法制程时代1983年,我国成功研制出UHMWPE fiber的干法工艺路线,标志着超高分子量聚乙烯纤维进入干法制程时代。
3. 工程应用开始1990年后,UHMWPE fiber开始广泛用于高性能材料、工程防护、民用应用等领域,应用范围和市场需求迅速增长。
行业政策文件:2016年,国家相关部门发布《超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维及其产品产业规划》,其中明确提出,未来五年将加快推动UHMWPE fiber以及其制品产业结构升级,将其打造为关键材料产业。
经济环境:随着国家军工装备和现代化工程的不断发展,UHMWPE fiber 的市场需求稳步增长。
高强高模聚乙烯醇纤维说明
高强高模聚乙烯醇纤维说明兰州宏颖新材料开发公司高强高模聚乙烯醇纤维说明高强高模聚乙烯醇纤维简称(高强高模PV A纤维)是一种具有高抗拉强度、高杨氏模量、高耐碱性的合成纤维,该纤维是密度大、直径小,许多性能都优于其它合成纤维,同时对水泥、石膏等基材具有极强的亲和力。
一高强高模聚乙烯醇纤维的技术指标项目指标纤维直径(dtex) 2.0±2 (12±2μm)抗拉强度(cn/dtex) ≧ 11 (1428MPa)杨氏模量(cn/dtex)≧ 290 (37.9GPa)断裂伸度(%) 6~8密度(g/cm3) 1.3耐热水性(o C)≧ 104干热软化点(o C)≧ 216二不同有机纤维的物理力学性能三高强高模聚乙烯醇纤维应用我们只需要在水泥、石膏等基材中均匀加入0.3%~0.5%的高强高模聚乙烯醇纤维及少量的高分子聚合物,我们就可以有效的改变水泥、石膏等基材的脆性、消除这些基材在水化过程中产生的裂纹。
由于纤维的存在既消耗了能量又缓解了应力,阻止裂纹进一步发展,起到了阻断裂缝的作用,所以在水泥、石膏制品内掺入少量高强高模聚乙烯醇纤维,可以达到:1 、提高基体的抗拉强度。
2 、阻止基体原有缺陷裂缝的扩展,并延缓新裂缝的出现,提高耐水性、抗渗性、抗冻性。
3 、提高基体的变形能力,从而改善其韧性和抗冲击能力。
四、应用领域:1、大体积砂浆/混凝土浇筑2、工业及民用建筑的屋顶处理,地下室防水,内外墙薄抹灰砂浆3 、粉体建材、抗裂砂浆、保温砂浆、粉刷石膏、粉刷腻子、嵌缝腻子4 、道路、桥梁、高速公路的路面及护栏5 、水坝、水池、停车场、飞机跑道及停机坪等混凝土浇筑。
6 、隧道、矿井、地铁、边坡面等喷射混凝土7、沿海滩涂、堤坝、盐碱地带、化工腐蚀场地。
8、混凝土构件、欧式构件、城市艺术雕塑、预应力砼管、板材9、轻质隔墙板、GRC板、保温板、装饰板、FC板。
混凝土中超高分子量聚乙烯纤维的应用
混凝土中超高分子量聚乙烯纤维的应用一、引言混凝土是现代建筑中最常用的材料之一,其主要成分是水泥、砂子、石子和水。
然而,由于混凝土在使用过程中容易出现开裂、变形等问题,加入适量的超高分子量聚乙烯纤维可以有效地解决这些问题。
本文将介绍超高分子量聚乙烯纤维在混凝土中的应用。
二、超高分子量聚乙烯纤维的特点超高分子量聚乙烯纤维是一种新型的增强材料,其特点如下:1. 高强度:超高分子量聚乙烯纤维的强度比钢筋高10倍以上。
2. 高韧性:超高分子量聚乙烯纤维具有很好的韧性,可以有效地防止混凝土的裂缝和变形。
3. 耐热性:超高分子量聚乙烯纤维的熔点高达150℃以上,可以在高温环境下使用。
4. 抗腐蚀性:超高分子量聚乙烯纤维不会受到腐蚀,可以长期使用。
5. 易于加工:超高分子量聚乙烯纤维可以进行剪切、打结等加工,方便施工。
三、超高分子量聚乙烯纤维在混凝土中的应用1. 抗裂性能的提高加入适量的超高分子量聚乙烯纤维可以有效地提高混凝土的抗裂性能。
由于超高分子量聚乙烯纤维具有很好的韧性,在混凝土中可以形成一种网状结构,防止混凝土的裂缝扩展。
2. 抗冲击性能的提高混凝土在受到冲击时容易出现破损的情况,加入适量的超高分子量聚乙烯纤维可以有效地提高混凝土的抗冲击性能,减少破损的程度。
3. 抗变形性能的提高混凝土在受到外力作用时容易出现变形的情况,加入适量的超高分子量聚乙烯纤维可以有效地提高混凝土的抗变形性能,减少变形的程度。
4. 抗疲劳性能的提高混凝土在长期使用过程中容易出现疲劳的情况,加入适量的超高分子量聚乙烯纤维可以有效地提高混凝土的抗疲劳性能,延长使用寿命。
5. 施工性能的提高超高分子量聚乙烯纤维的加入可以使混凝土的流动性更好,同时可以减少混凝土的收缩和龟裂,提高混凝土的施工性能。
四、超高分子量聚乙烯纤维在工程中的应用案例1. 高速公路桥梁在高速公路桥梁的建设中,加入适量的超高分子量聚乙烯纤维可以有效地提高混凝土的抗裂性能和抗冲击性能,减少桥梁的维修次数,降低维修成本。
[整理版]高强高膜聚乙烯纤维
高强高膜聚乙烯纤维的性能及其应用摘要:高强高模聚乙烯纤维是新兴的高分子纤维,与碳纤维、芳伦并列为三大高性能纤维,其性能优异,已在广泛应用于各个领域。
对此,本文对该纤维进行介绍,了高强聚乙烯纤维的性能及其应用发展。
1 高强高膜聚氯乙烯纤维的定义高强高模聚乙烯纤维(也称为超高分子量聚乙烯纤维,英文Ultr a High Molecular Weight Polyeth ylen e Fiber,简称UHMWPE),是上世纪80年代初研制成功的高性能有机纤维,它是当今世界三大高科技纤维(碳纤维、芳伦、高强高模聚乙烯纤维)之一,是一种具有高度取向直链结构的纤维。
2.高强高膜聚乙烯纤维生产工艺方法UHMWPE 纤维的生产采用凝胶纺丝(又称冻胶纺丝) 方法进行。
现有的生产工艺可以分为两大类, 一类以DSM 和东洋纺为代表的干法纺丝法,另一类以Hon eywell 为代表的湿法纺丝法。
两者的主要区别是采用了不同的溶剂和后续工艺。
DSM工艺采用十氢萘溶剂。
十氢萘易挥发,可以采用干法纺丝, 省去了其后的萃取工段; Hon ey well 采用石蜡油溶剂,需要后续的萃取工段,用第2溶剂( 萃取剂) 将第1溶剂萃取出来。
Hon ey well 等公司采用的石蜡油( par affin oil) , 又称矿物油( min er al oil) 或者白油( whit e oil)。
一般为沸点高于350的烃类混合物。
国内现有的生产厂家大多数都采用石蜡油为溶剂的湿法纺丝工艺。
3. 高强高膜聚乙烯纤维的性能超高分子聚乙烯纤维具有高取向度,高结晶度,微纤沿拉伸方向排列规整度高,使用电子显微镜还能够观察到“串晶”结构。
这些结构赋予其良好的机械性能: 沿纤维轴向方向,纤维具有很高的耐拉伸性,比强度,比模量都较高; 即使在很低的温度下,该纤维仍能够保持柔软,有研究表明,即使在- 150℃的条件下,纤维也无脆化点。
3.1 耐高能辐射性能超高分子量聚乙烯纤维在受到高能辐射,如电子射线或γ射线的照射时,分子链会发生断裂,纤维强度会降低。
《高技术纤维概论》教学课件—01高强高模聚乙烯纤维
航空航天
飞机驾驶舱内壁、飞机座舱防弹门、飞机翼尖结构、飞船结构、浮标飞机、航 天飞机着陆用减速降落伞
海洋工程
深海抗风浪网箱、负力绳索、重载绳索、救捞绳、拖拽绳、超级油轮、海洋操 作平台、灯塔等的固定锚绳、远洋捕鱼拖网
体育器材
安全帽、滑雪板、帆船板、钓竿、球拍、自行车、赛艇、帆船、网球拍、滑雪 橇、安全防护罩、登山绳、运动衣、击剑服
图1-4 相对分子质量与冻胶纺丝液最佳浓度的关系
凝胶丝条的超倍拉伸
高技术纤维概论
UHMWPE凝胶丝的超倍热拉伸一般须经3个阶段:
步骤一
步骤二
步骤三
初期阶段,拉伸温
度较低,约 90~133℃,拉伸黏 度是约50kJ/mol, 拉伸倍数在15倍以
下,此阶段是肩颈 拉伸,纤维结构主
要发生折叠链片晶 和分离的微纤运动, 片晶叠转化为纤维 结构
Smith等发明采用 冻胶纺丝方法-
超倍热拉伸技术制 备高模聚乙烯纤 维 ;美国的Allied
公司购买了该专利, 开发出了Spectra
系列产品
1984年
•荷兰DSM公司 与日本东洋纺 合资建厂,开 发了商品名为 • Dyncema的 高模聚乙烯纤
维
1990年
•DSM公司采用 的是以十氢萘 为溶剂的技术 路线,开发的
随拉伸温度 (143~145℃)和拉伸 倍数的提高,发生 的是均一拉伸,运 动的折叠链片晶开 始熔化,分离的微 纤逐渐聚集,纤维 形变增大,拉伸黏 度为150kJ/mol
当拉伸温度高于 143℃,分子运动激 烈,聚集的微纤分 裂,熔化的折叠链 片晶解体,在拉伸 力的作用下重排成 伸直链结晶,拉伸 黏度达300~600
高强高模聚乙烯纤维的用途
2024年高强高模聚乙烯纤维市场前景分析
2024年高强高模聚乙烯纤维市场前景分析引言高强高模聚乙烯(High Strength High Modulus Polyethylene,HMPE)纤维是一种具有强度高、模量高、重量轻等优点的纤维材料。
随着技术的不断进步和市场需求的增加,HMPE纤维在多个领域中得到广泛应用。
本文将对高强高模聚乙烯纤维市场的前景进行分析。
1. HMPE纤维市场需求分析HMPE纤维由于其出色的力学性能和轻质化特点,在许多领域中具有广泛的应用前景。
以下是对HMPE纤维市场需求的分析:1.1 安全防护领域需求增长随着人们对个人和职业安全的关注增加,安全防护领域对高强高模聚乙烯纤维的需求将持续增长。
HMPE纤维可以用于防弹衣、防刺割手套、安全救生绳索等产品,能够提供有效的人身安全保护。
1.2 航空航天领域广泛应用HMPE纤维由于其轻质化特点,被广泛应用于航空航天领域。
其高强度特性使其成为制造航空器零部件的理想材料,如制动缆绳、曳引绳等。
1.3 船舶工业领域需求增加船舶工业对高强高模聚乙烯纤维的需求也在不断增加。
HMPE纤维可以应用于制作船舶绳索、索具、缆绳等,其强度高、耐腐蚀性好,能够提供良好的性能。
2. HMPE纤维市场竞争分析在高强高模聚乙烯纤维市场中,存在着一定的竞争。
以下是对主要竞争对手的分析:2.1 公司A公司A作为市场的领先者,具有先进的生产技术和稳定的供应链。
其产品质量一直受到市场的认可,具有较高的市场份额。
2.2 公司B公司B在HMPE纤维市场中有一定的市场份额。
其产品质量稳定,价格相对较低,具有一定的竞争优势。
2.3 新兴竞争对手随着技术的进步,新兴竞争对手开始涌现。
这些新兴竞争对手具有较低的生产成本和创新的产品设计,对市场份额的争夺具有一定的威胁。
3. HMPE纤维市场发展趋势3.1 技术进步推动市场增长随着技术的不断进步,高强高模聚乙烯纤维的生产技术得到提升。
新的生产工艺和材料设计使得纤维的力学性能得到进一步提高,推动了市场的增长。
超高分子量聚乙烯纤维民用领域行业市场分析及民用应用领域
超高分子量聚乙烯纤维民用领域行业市场分析及民用应用领域超高分子量聚乙烯(Ultra-high molecular weight polyethylene, UHMWPE)纤维是一种具有高强度、高模量、耐磨、耐腐蚀等特点的先进纤维材料。
在民用领域,超高分子量聚乙烯纤维主要应用于以下几个方面:1.防护装备:超高分子量聚乙烯纤维具有非常高的力学强度和抗冲击性能,被广泛应用于防弹衣、防刺衣、防护手套等防护装备中。
其高强度和轻质特性使得使用者可以在保持自由活动的同时达到良好的防护效果。
2.传输输送:超高分子量聚乙烯纤维在民用领域还被应用于输送带、绳索、索具等物流设备中。
其优异的耐磨性和耐腐蚀性使得这些设备能够在长时间、高强度的使用环境中保持良好的性能,并且能够有效延长使用寿命。
3.体育用品:超高分子量聚乙烯纤维可以用于制作各种体育用品,如滑雪板底面材料、滑雪板制动带、冰雪上的滑行工具及配件等。
其低摩擦系数和抗刮擦性能使得滑雪板等运动设备具有更好的性能和寿命。
4.工程材料:超高分子量聚乙烯纤维在建筑、机械等工程领域也有广泛的应用。
它可以用于制作滑动轴承、滑动导轨、机械密封件等,具有降低摩擦系数、延长使用寿命的优势。
5.医疗领域:超高分子量聚乙烯纤维还可以用于医疗器械、矫形器材等方面。
由于其生物相容性良好、不容易感染、不易引起过敏等特点,因此适合用于制作人工关节、矫形器等医疗器械。
超高分子量聚乙烯纤维在民用领域的应用不断扩大,市场潜力也不断增大。
随着人们对安全性、舒适性和持久性要求的提高,对具有高性能纤维材料的需求也越来越高。
超高分子量聚乙烯纤维凭借其卓越的物理性能和良好的机械性能,在民用领域具有广阔的市场前景。
然而同时需要注意的是,由于超高分子量聚乙烯纤维的制备和加工技术相对复杂,且生产成本较高,限制了其在各个领域的广泛应用。
因此,在超高分子量聚乙烯纤维的民用领域市场应用中,需要进一步发展相关的生产技术和成熟的加工工艺,以降低成本并提高生产效率。
超高分子量聚乙烯纤维
超高分子量聚乙烯纤维
contents
目录
1 简介
1 3 纤维性能
2 制备工艺 4 主要用途
5 发展状况
1
简介
超高分子量聚乙烯纤维
超高分子量聚乙烯纤维(英文全称: Ultra High Molecular Weight Polyethylene Fiber, 简称 UHMWPEF),又称高强高模聚乙烯纤维,是目前 世界上比强 度和比模量 最高的纤维,其分子量在 100万~500万的聚乙烯所纺出的纤维。
2
制备工艺
制备工艺
用齐格勒催化剂制备树脂后,以十氢 萘或石蜡油、灯油为溶剂进行凝胶纺 丝,或以石蜡烃为熔剂进行“半熔纺” 而得。 大致可以分为两类:干法纺丝,湿法 纺丝
机
萃取
纺丝箱 喷丝板
加热牵伸
卷绕成型
超高分子量聚乙烯纤维的主要生 产工序如下:原料的制备——双 螺杆挤压机——纺丝箱——喷丝 板——萃取——干燥——加热牵 伸——卷绕成型。
3
纤维性能
1、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。 2、纤维密度低,密度是0.97-0.98g/cm3,可浮于水面。 3 、断裂伸长低、断裂功大,具有很强的吸收能量的能力,因而具有突出的抗冲击性和 抗切割性。 4、抗紫外线辐射,防中子和γ射线,比能量吸收高、介电常数低、电磁波透射率高。 5、耐化学腐蚀、耐磨性、有较长的挠曲寿命。
4
主要的用途
由于超高分子量聚乙烯纤维具有众多的优 异特性, 它在高性能纤维市场上,包括从 海上油田的系泊绳到高性能轻质复合材料 方面均显示出极大的优势,在现代化战争 和航空、航天、海域防御装备等领域发挥 着举足轻重的作用
5
发展状况
高强聚乙烯介绍
高强高模聚乙烯纤维介绍产品背景目前,世界上强度最高的高性能纤维材料—高强高模聚乙烯纤维,因其强度、模量高、质量轻(详见表1-1),在高级轻质复合材料中显示出极大的优势,在现代化战争和宇航、航空、航大、防御设备等方面发挥了举足轻重的作用。
同时,也促进了各相关支柱产业新技术的开发研究。
纤维的商品规模逐步扩大,投资强度逐年上升,生产装置不断完善、更新,纤维性能也随之不断提高,应用领域不断拓宽。
表1-1 几种高强纤维性能对比品种比重(g/cm)强度(g/d)模量(g/d)伸长(%)高强高模PE纤维0.97 30-453.5-4.01000-1350 芳纶 1.44 23-26 500-9001.9-3.6碳纤维 1.78-1.85 14.22 1500-2400 0.5-1.4高强涤纶 1.33 9 110 13钢丝7.86 2 225 1.1 高性能纤维材料方面长期依赖进口,高技术、新材料及其制品的引进又常受封锁和制约,品种、数量有限,限制了各相关工业领域和军需配套的发展。
高强高模聚乙烯纤维属于功能化特种纤维,因此生产开发高强高模聚乙烯纤维对增强综合国力,满足军工配套需要及产业中的应用有着十分重要的意义。
UHMWPE纤维具有轻质高强、使用周期长、耐磨、耐湿、断裂伸长大等特性,而普遍用于负力绳索、重载绳索、救捞绳、拖曳绳、帆船索和钓鱼线等。
UHMWPE 纤维的绳索,在自重下的断裂长度是钢绳的8倍,是芳纶纤维的2倍。
犹豫耐冲击性能好,比能量吸收大,在军事上它制成防护衣料、头盔、防弹衣等,期中以防弹衣的应用最为引人注目。
在体育用品上它用于安全帽、滑雪板、帆船板、钓竿、球拍及自行车、滑翔板、超轻量飞机零部件等,其性能较传统材料好。
由于UHMWPE 纤维复合材料比强度、比模量高,而且韧性和损伤容限好,制成的运动器械既耐用又能出好的成绩。
超高分子量聚乙烯纤维,实验室试制强度已达5.29g/tex, 模量已达160g/tex。
超高分子量聚乙烯纤维的耐高温性能及应用前景
超高分子量聚乙烯纤维的耐高温性能及应用前景超高分子量聚乙烯纤维(Ultra-high molecular weight polyethylene fiber,简称UHMWPE纤维)是一种具有出色性能的高强度合成纤维材料。
它以极高的分子量和优异的物理力学性能在工业和军事领域得到广泛应用。
本文将重点探讨UHMWPE纤维的耐高温性能以及其在各个领域中的应用前景。
一、UHMWPE纤维的耐高温性能UHMWPE纤维具有出色的耐高温性能,这使得它在高温环境下仍能保持较好的性能。
首先,UHMWPE纤维的熔点高达145℃左右,能够在一定范围内抵抗高温环境下的熔融。
其次,UHMWPE纤维的热分解温度高达335℃,可以在高温条件下维持较好的结构稳定性和力学性能。
此外,该纤维还具有良好的阻燃性能,即使在高温条件下也不易燃烧。
二、UHMWPE纤维的应用前景1. 个人防护领域UHMWPE纤维因其高强度、超轻和耐高温性能,成为个人防护领域的重要材料。
比如,在防刺防弹领域,利用UHMWPE纤维制作的防弹衣能够为身体提供良好的防护,抵御高速子弹的冲击,保护个体的安全;同时,在耐高温作业环境中,利用UHMWPE纤维制作的防火服具有良好的防火性能和热阻性能,能够为工作者提供安全保障。
2. 航空航天领域在航空航天领域,UHMWPE纤维的应用前景巨大。
该纤维可以用于高温环境下的航空发动机阻尼材料,耐高温性能能够维持材料的稳定性,同时具有良好的抗磨和耐腐蚀性能,能够有效延长发动机的使用寿命。
此外,UHMWPE纤维还可以用于航天器的隔热材料、导热材料等,为航空航天技术的发展提供支持。
3. 电气领域在电气领域,UHMWPE纤维可用于高温电线电缆的保护和隔热材料。
由于其出色的耐高温性能和电绝缘性能,可以有效保护电线电缆在高温环境下的正常工作。
此外,UHMWPE纤维还具有较低的电介质损耗和热导率等特点,有望在电气领域中得到更广泛的应用。
4. 工程领域在工程领域,UHMWPE纤维可用于高温工程结构材料和耐高温密封材料。
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高强高模聚乙烯纤维性能和用途(一)性能介绍UHMWPE纤维特殊的结构特征决定了它具有许多良好的优异的性能。
一般而言,高强高模聚乙烯纤维本身具有三种形状:即单丝、复丝和带子,形状规格不同其物理性能差异较大。
UHMWPE纤维具有很高的轴向比拉伸强度和模量,而且能量吸收性能比芳纶优越,并且也弥补了高性能的碳纤维、碳化硅纤维等断裂应变小的弱点。
同时它还具有耐紫外线辐射、耐化学腐蚀、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。
它是目前强度最高的纤维之一,比强度能达到优质钢的15 倍,模量也很高,仅次于特种碳纤维。
断裂伸长率较其它特种纤维高,断裂功很大。
UHMWPE 纤维性能指标:回潮无沸水收缩率<1%,熔点135~145℃,导热率(沿纤维轴向)20w/m k ,热膨胀系数-12×106/k21,介电常数(22℃,10GHhz)2.25,介电强度900kv/cm 。
(1)优良的力学性能高强高模聚乙烯纤维的密度为0.97g/cm3,只有芳香族聚酰胺纤维(芳纶)的2/3、高模碳纤维的1/2,而轴向拉伸性能很高。
Spectra1000纤维的比拉伸强度时现是高性能纤维中最高的,比拉伸模量比高模量碳纤维低,但比芳香族聚酰胺纤维高得多。
如果再考虑比重的话,它是一种非常独特的纤维,在保持良好性能同时,还能省重量。
高强高模PE纤维的理论值可达320km,约为芳纶的二倍。
由于复合材料的拉伸强度是由纤维控制的,因此高强高模聚乙烯纤维单向增强复合材料的纵向拉伸性能也很好。
几种高性能纤维的性能比较表见表1—5。
图1—12是各种纤维的应力—应变曲线,从图上可以看到,强度在2.734~3.5N/tex 范围内,高强高模聚乙烯纤维的断裂伸长率为3%~5%,相对于碳纤维、玻璃纤维和芳香族聚酰胺纤维来说,拉断该纤维所花费的能量是最大的。
图1—13对几种纤维的比强度、比模量进行了比较。
从图中可以看出,高强高模聚乙烯纤维的比强度、比模量明显高于其他纤维,在相同质量的材料中,强度最高。
(2)优良的耐冲击性能UHMWPE 纤维是玻璃化温度低的热塑性纤维,韧性很好,在塑性变形过程中吸收能量,因此,它的复合材料在高应变率和低温下,仍具有良好的力学性能。
抗冲击能力比碳纤维、芳纶纤维及一般玻璃纤维复合材料高。
UHMWPE 纤维复合材料的比冲击总吸收能量Et/p 分别是碳纤维、芳纶和E 玻璃纤维的1.8,、2.6和3倍,其防弹能力比芳纶的装甲结构高2.5倍。
UHMWPE 纤维的冲击强度几乎与尼龙相当,在高速冲击下的能量吸收是芳纶(PPTA )纤维、尼龙纤维的两倍。
这种性能非常符合制作防弹材料。
(3) 极好的弯曲性能超高分子量聚乙烯纤维具有极好的弯曲性能,能不断裂地形成针织线圈和打结头。
而玻璃纤维、碳纤维和芳纶纤维的弯曲性能较差。
对各种纤维加工性能进行比较,超高分子量聚乙烯具有很高的勾结强度和成环强度,UHMWPE纤维比芳纶成圈性能更好。
(4)纤维抗蠕变性能HSHMPE纤维的蠕变性能取决于使用环境的温度和负荷情况,纤维在35℃和1g/d负荷状态下的蠕变情况如表3所示,与常规得到的纤维相比,其抗蠕变性能已经非常杰出。
(5)良好的抗湿性和抗化学腐蚀性能由于聚乙烯的化学结构简单,因此耐腐蚀性能极好。
用这种纤维制造的产品不会由于和酸、碱、污海水等接触而损失其强度。
UHMWPE纤维具有高度的分子取向和结晶,大分子截面积小,所以链间排列紧密,从而有效地阻止水分子和化学试剂的侵蚀,因此使其具有了良好的耐溶剂溶解性能。
Spectra纤维在多种介质中,如水、油、酸和碱等溶液中浸泡半年,其强度可完全保留。
Spectra纤维在水中浸泡两年,仍可保留原有的强度,还可防生物腐蚀。
表1—8列出了Spectra 纤维和Kevlar纤维在各种化学介质中的强度保留率。
UHMWPE纤维大分子链上不含任何芳香环、氨基、羟基或其它易受活性试剂攻击的化学基团,结晶度又高,因此在各种苛性环境中强度均保持在90%以上,而芳纶在强酸、强碱中下降则很大。
表1—9给出了在室温条件下高强高模聚乙烯纤维耐化学性能的实测数据。
结果表明,高强高模聚乙烯纤维经强酸作用一周后,其强度不变,模量损失10%;一个月后强度损失5%,模量损失10%。
相比之下,虽然开始阶段模量稍有变化,但随着时间的增长,没有进一步变化的趋势。
(6)耐磨性能材料的耐磨性能一般随着模量的增大而减小,但对于UHMWPE纤维,趋势却相反,这是因为它的摩擦系数低所致,故而其具有很高的耐久性。
Spectra900PE 纤维绳子的破断循环数n比芳纶高8倍,耐磨性和耐弯曲疲劳强度也比芳纶高适合做绳索。
由于它的易加工性,在工业方面有很好的应用前景。
UHMWPE的耐磨性能居塑料之冠,比碳钢、黄钢还耐磨数倍,它的耐磨性是普通聚乙烯的数十倍以上,并且随着相对分子质量的增大,其耐磨性能还进一步提高,但当相对分子质量达到一定数值后,其耐磨性能不再随相对分子质量的增大而发生变化。
(7)电绝缘和耐光性能UHMWPE纤维增强复合材料的介电常数和介电损耗值低,反射雷达波很少,因此对雷达波的透射率高于玻璃纤维复合材料。
聚乙烯材料的介电常数的和节电损耗值这两个值最小,适用于制造各种雷达罩。
此外,UHMWPE的介电强度约为700kV/mm,能抑制电弧和电火花的转移。
图1—14是各种纤维耐光性的比较,十分明显,UHMWPE纤维的耐光性是图中所有纤维中最好的。
与芳纶纤维相比,UHMWPE纤维的断裂强度在长时间光照作用下依然有很高的保持率。
芳纶纤维不耐紫外线,使用时必须避免阳光直接照射,而聚乙烯纤维由于化学结构上的优势,是有机纤维中耐光性最优异的纤维,即使经过1500h光照之后,UHMWPE纤维的强度保持率还有68%左右,而其他纤维均在50%以下。
(8) 耐切割性能高强高模聚乙烯纤维(商品名为Certran)具有良好的耐切割性能,与Kevlar29和Spectra1000的耐切割性能相当,可应用于加工制作防切割工作服等。
由于该纤维比Kevlar29的加工工艺流程短、无溶剂回收问题、设备投资少、价格低,因此将会在制作防切割纺织品等方面受到重视。
(9) 耐高能辐射性能超高分子量聚乙烯纤维在受到赣能辐射,如电子射线或r射线的照射时,分子链会发生断裂,纤维强度会降低。
有研究表明,当对射线的吸收剂量达到1*102kj/kg时,会对纤维的性能产生显著的影响,但当吸收剂量高达3*106kj/kg 时,纤维还可以保持可用的强度,因此,在UHMWPE纤维正常生产和存储期间,无须对日照进行特殊防备。
(10) 耐低温超高分子量聚乙烯纤维在液氦温度(-269℃)下仍具有延展性,而芳纶到-30℃便失去了防弹性能;超高分子量聚乙烯纤维在液氮中(-195℃),也能保持优异的冲击强度,这一特性是其他塑料所没有的,因而他能够用作核工业的耐低温部件。
(11) 优越的能量吸收性能UHMWPE纤维是玻璃化转变温度较低的热塑性纤维,韧性很好,能在塑性变形过程中大量吸收能量;纤维的模量非常高,具有较低的伸长率,断裂所需的能量很大。
因此,它的复合材料在高应变率和低温下仍具有良好的力学性能,抗冲击能力比碳纤维、芳伦纤维及一般玻璃纤维复合材料高。
该纤维复合材料的比冲击总吸收能量Et/ρ分别是碳、芳伦和E玻璃纤维的1.8,2.6和3倍,其防弹能力是芳伦纤维的装甲结构高2.5倍。
这些性能被用于弹道保护产品和防切割、防冲击产品上。
(12) 低的介电常数和介电损耗UHMWPE纤维的介电常数和介电损耗值低,在各种制作复合材料的纤维中最小,反射雷达波最小,因此对雷达波的透射率很高,这个性能常被用来制作各型雷达的外罩。
(13)耐紫外线能力强芳伦纤维不耐紫外光,使用时必须避免阳光直接照射,而UHMWPE纤维是有机纤维中耐光性最优异的纤维。
同样经紫外光照射1500小时,该纤维的强度保持率在90%左右,而芳伦纤维只有30%。
(14) 热性能普通聚乙烯纤维的熔点为134℃左右,UHMWPE纤维的熔点比其高10~20℃。
所测的熔点值与施加在被测纤维上的张力有关,张力愈大熔点愈高。
UHMWPE纤维的最高使用温度为80℃~100℃。
但在稍高温度短时间下仍能保持原有性能,这一点对用于复合材料时的加工非常重要。
纤维力学性能与使用加工温度有关,在80℃温度下,强度、模量约下降30%,在低温(-30℃)下强度和模量随之升高。
热处理(130℃,3h)后,强度和模量均为未经处理纤维的80%。
另外,高强聚乙烯纤维增强塑料的热传导率也很高,同钢一样高。
(15) 其他性能UHMWPE 纤维在高温和张力下使用会发生蠕变。
蠕变行为的大小与冻胶纺丝中使用的溶剂种类有关,若使用的溶剂为石蜡油、石蜡,则由于溶剂不易挥发易残存于纤维内,蠕变倾向显著;而用挥发性溶剂十氢萘时,则所得纤维的蠕变性能极大地改善。
另外,UHMWPE 纤维质轻(特别低的比重),UHMWPE 是世界上唯一一种密度比1.0 还低的超级纤维,其比重为0.97,比水还轻,这种纤维能浮于水上。
UHMWPE 纤维除具有上述性能外,还具有其它优异的物性。
(二)用途介绍高强高模聚乙烯纤维除在现代化战争、宇航、海域、防御装备等方面发挥重要作用外。
由于超高分子量聚乙烯纤维具有众多的优异特性,它在高性能纤维市场上,包括从海上油田的系泊绳到高性能轻质复合材料方面均显示出极大的优势。
1、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,其中以在防弹衣中的应用最为引人注目。
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l0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。
防弹防护方面的应用:UHMWPE纤维在安全防护用品领域的应用集中体现了UHMWPE纤维的优异性能,UHMWPE纤维复合材料的抗冲击韧性很好,比冲击吸收能量是高级复合材料中最高的。
防护用品包括防弹用品、防刺用品、防割(含防划伤)用品。
防护用品是目前高强高模聚乙烯纤维的主要领域,单是UD布的生产就使用了高强高模聚乙烯纤维总量的45%以上,UD布是生产防弹衣、防刺服、防弹板、防弹装甲的核心材料,其中最主要的产品是软质防弹衣。
高强高模聚乙烯纤维防护用品与芳纶、碳纤维防护用品,以及陶瓷、钢铁、合金防护用品相比,在保证防护性能的前提下,大大降低了防护用品质量。
例如用于头盔可减重400g 左右,相当于壳体重的30%~40%,可大大减轻使用人员的负担,所以深受欢迎。
在轻质装甲方面,高强高模聚乙烯纤维有很好的应用前景,如可用于直升机防护装甲、坦克装甲、装甲车装甲等,仅装甲一辆坦克或装甲车就需要UD产品400kg 或更多,如果能推广使用,用量将十分可观。