世界三大高科技纤维之超高分子量聚乙烯纤维

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作者:xingi

什么是超高分子量聚乙烯纤维?

超高分子量聚乙烯纤维简称UHMWPE纤维,别名又叫做高强高模聚乙烯纤维,是分子量150万以上的无支链的线性聚乙烯。它和碳纤维、芳纶合称为“世界三大高科技纤维”。

超高分子量聚乙烯纤维是世界上最坚强有韧性的纤维。用俗话说就是:“轻薄如纸,坚硬如钢”,强度是钢铁的15倍,是目前制造防弹衣的主要材料。

01.超高分子量聚乙烯纤维优良的力学性能

在线性密度相同的情况下,超高分子量聚乙烯纤维抵抗拉伸的强度是钢丝绳的15倍。比同为“世界三大高科技纤维”之一的芳纶高百分之四十,比优质钢纤维和普通的化学纤维高10倍。与钢、E玻璃、尼龙、聚烯胺、碳纤维和硼纤维相比,其强度和模量比这些纤维都高,在相同质量的材料中强度最高。

02.超高分子量聚乙烯纤维优良耐冲击性能

超高分子量聚乙烯纤维具有优良的耐冲击性能,它在变形和塑形过程中的吸收能量的能力和抵抗冲击的能力比同为“世界三大高科技纤维”的芳纶纤维、碳纤维都高。与聚酰胺、芳族聚酰胺、E玻璃纤维、碳纤维、芳纶相比,超高分子量聚乙烯纤维比冲击总吸收能量还要高。

03.超高分子量聚乙烯纤维优良的耐磨性能

将超高分子量聚乙烯纤维与碳纤维、芳纶纤维的增强塑料摩擦系数比较,超高分子量聚乙烯纤维的耐磨性和弯曲疲劳度远远高于碳纤维和芳纶纤维。所以它的耐磨性能比其他高性能纤维更加优良。还由于它的耐磨,耐弯曲性能优越,所以它的加工性能也比较优越,容易制作成为其他复合材料和织物。

04.超高分子量聚乙烯纤维耐化学腐蚀性

超高分子量聚乙烯纤维化学结构比较单一,化学性质比较稳定,大部分的化学物质都不容易腐蚀它,只有极少数的有机溶液可以将它轻度溶胀,而且它的力学性能损失小于百分之十。将超高分子量聚乙烯纤维和芳纶纤维进行在不同化学品介质中的强度保留率进行比较。超高分子量聚乙烯纤维的耐腐蚀性能明显高于芳纶纤维,它在酸、碱、盐中的性质结构特别稳定,只有在次氯酸钠溶液中强度有所损失。

05.超高分子量聚乙烯纤维良好的耐光性能

因为超高分子量聚乙烯纤维的化学结构稳定,所以它的耐光性也是高科技纤维中最优越的。芳纶纤维不耐紫外线,只有在避免阳光直接照射的情况下使用。将超高分子量聚乙烯纤维与尼龙、高模量和低模量的芳酰胺进行对比,超高分子量聚乙烯纤维的强度保留率明显高于其他纤维。

06.超高分子量聚乙烯纤维的其他性能

超高分子量聚乙烯纤维还具有良好的疏水性能、耐水耐湿性能,电绝缘性能和较长的曲折寿命。其耐水和耐低温性能突出,比重较小,是唯一能漂浮在水上的高科技纤维,还是一种比较理想的低温材料。但是它也有其缺点,就是熔点较低。在对其加工过程中温度不能超过130℃,否则就会因为超高分子量聚乙烯纤维之间分子链间作用力较弱的原因,使其发生蠕变现象,减短使用寿命。超高分子量聚乙烯纤维上不存在染基团,使其浸润性差,染料很难渗透到纤维内部,导致它的染色性差,这些缺点影响了它的应用领域的范围。