超高分子量聚乙烯纤维复合材料,逐步取代芳纶,成为防弹领域首选

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作者:xingi来源:网络

下面给大家介绍一种新材料,超高分子量聚乙烯纤维与碳纤维、芳纶纤维并称为世界三大高科技纤维,鉴于其质轻、高强、比能量吸收高等特点,已逐步取代芳纶纤维,成为个体防弹领域的首选纤维。

超高分子量聚乙烯纤维(UHMWPE纤维)是指分子量超过100万的聚乙烯纤维。UHMWPE的分子结构简单、高度有序、无支链,且分子链不含极性官能团,拉伸后结构极其致密,使得材料具有轻质、高强、柔韧性好,化学稳定性好等优点。

UHMWPE纤维的比强度是同等截面钢丝的十多倍,是碳纤维和芳纶1414的3倍有余,且UHMWPE纤维比冲击吸收能量大,分别是碳纤维、芳纶和一般玻纤复合材料的1.8、2.6和3倍,防弹能力比芳纶装甲结构高2.6倍,是目前制造防弹衣的主要材料。

发展历程

1957年,美国联合化学公司首先制备出UHMWPE

1979年,荷兰DSM公司申请了第一份关于UHMWPE纤维的发明专利,随后DSM建成5套UHMWPE纤维生产装置,实现工业化规模生产,注册商品名迪尼玛

1983年,日本三井石化公司采用凝胶挤压超倍拉伸法,以石蜡作溶剂,生产超高分子量聚乙烯纤维,商品名为Tekmilon

1986年,美国的联合信号公司(AlliedSignal)购买了荷兰专利,同时开发自己的生产工艺并申报了专利,于1988年实现了商业化生产

1999年,中国实现UHMWPE纤维工业化生产

2008年,仪征化纤建成国内第一条干法纺丝UHMWPE纤维工业化生产线

2016年,中国UHMWPE纤维年产量突破9000吨

2019年,全球UHMWPE纤维产能达到6.46万吨/年,其中中国产能约为4.10万吨/年,占全球总产能的60%以上

行业现状

1.UHMWPE纤维是世界范围内的稀缺物质,目前产能缺口较大。市场需求方面,未来几年UHMWPE纤维的需求量级在10万吨/年以上,市场潜力巨大;

2. UHMWPE纤维是我国技术创新和国家发展重点的材料之一。我国规模化生产日益成熟,但仍存在生产成本高、技术创新能力弱等问题,产品应用范围局限于传统的安全防护及绳缆行业,急需培育和开发新应用领域,以提升产品的国际市场竞争力。

市场规模预测

据Grand View Research的统计及预测数据显示,2019年全球UHMWPE纤维市场规模为7.611亿美元,预计到2027年将增长至14.067亿美元,2020-2027年的复合年增长率为8.6%。

主要研究单位/企业

国内:山东爱地、上海斯瑞、江苏锵尼玛、仪征化纤、湖南中泰、宁波大成、北京同益中、江苏九九久、浙江千禧龙…

国外:荷兰帝斯曼(DSM)、美国霍尼韦尔公司(Honeywell)、日本东洋纺公司(Toyobo)、日本三井石化公司…

ps:以上排名不分先后,名称均为简称

应用案例

绳缆:汽车绞盘绳、减速伞绳索、渔网绳…

 图片来源:图虫创意

防护用品:防弹衣、防弹头盔、防弹装甲、防弹盾牌、防割手套…

 图片来源:图虫创意

帆船、网:船帆的主帆和前帆、渔网及安全网、钓鱼竿鱼线…


文章分类: 应用市场
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