分享好友 行业资讯首页 频道列表

超高分子量聚乙烯纤维的特点及主要应用

2022-06-28 14:113540

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维,又称高强高模聚乙烯纤维,是目前上比强度和比模量高的纤维,其分子量在100万~500万的聚乙烯所纺出的纤维。

 

  当今三大高性能纤维:芳纶、碳纤维、超高分子量聚乙烯纤维。超高分子量聚乙烯纤维在1994年同益中突破关键性生产技术以来,现已经在国内形成多个超高分子量聚乙烯纤维产业化生产基地。

 

性能特点

  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。

 

物理性能:

  密度:0.97~0.98g/cm3。比水的密度低,可以漂浮在水上。

  强度:2.8~4N/tex。

  模量:91~140N/tex。

  延伸度:3.5%~3.7%。

  冲击吸收能比对位芳酰胺纤维高近一倍,耐磨性好,摩擦系数小,但应力下熔点只有145~160℃。

 

  当期欧美和日本的超高分子量聚乙烯纤维用途结构有一定差异。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%;日本主要用于绳缆、渔网、防护类,特别是防切割手套,在汽车生产涂漆工序的使用已达到超高分子量聚乙烯纤维总需求量的1/4。

 

  我国自1985年开始超高分子量聚乙烯纤维的研究,东华大学、盐城超强高分子材料工程技术研究所先后加入研发行列, 并取得了一系列重大理论突破。随即一些企业投入中试及小规模工业化生产,至今经过不懈努力,其纤维性能已经达到国际中等水平并具有各自的特色,部分进入规模化生产阶段。

 

  目前国内有上海化工研究院、郑州安泰防护科技有限公司、北京同益中特种纤维技术开发有限公司、湖南中泰特种装备有限公司、宁波大成新材料股份有限公司、山东爱地高分子材料有限公司 5家生产超高分子量聚乙烯纤维,都取得了较大的成绩。此外,还有无锡富坤化工有限公司、九江中科鑫星新材料有限公司、上海联乐化工科技有限公司及安徽特佳劲精细化工有限责任公司等。

 

 

应用领域

 

国防方面

  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,其中以防弹衣的应用为引人注目。它具有轻柔的优点,防弹效果优于芳纶,现已成为占领美国防弹背心市场的主要纤维。另外 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10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。

 

航空方面

  在航天工程中,由于该纤维复合材料轻质高强和抗冲击性能好,适用于各种飞机的翼尖结构、飞船结构和浮标飞机等。该纤维也可以用作航天飞机着陆的减速降落伞和飞机上悬吊重物的绳索,取代了传统的钢缆绳和合成纤维绳索,其发展速度异常迅速。

 

民用方面

  (1)绳索、缆绳方面的应用:用该纤维制成的绳索、缆绳、船帆和渔具适用于海洋工程,是该纤维的初用途。普遍用于负力绳索、重载绳索、救捞绳、拖拽绳、帆船索和钓鱼线等。该纤维制成的绳索,在自重下的断裂长度是钢绳的8倍,是芳纶的2倍。该绳索用于超级油轮、海洋操作平台、灯塔等的固定锚绳,解决了以往使用钢缆遇到的锈蚀和尼龙、聚酯缆绳遇到的腐蚀、水解、紫外降解等引起缆绳强度降低和断裂,需经常进行更换的问题。

 

  (2)体育器材用品:在体育用品上已经制成安全帽、滑雪板、帆轮板、钓竿、球拍及自行车、滑翔板、超轻量飞机零部件等,其性能较传统材料为好。

 

  (3)用作生物材料:该纤维增强复合材料用于牙托材料、医用移植物和整形缝合等方面,它的生物相容性和耐久性都较好,并具有高的稳定性,不会引起过敏,已作临床应用。还用于医用手套和其他医疗措施等方面。

 

  (4)工业上,该纤维及其复合材料可用作耐压容器、传送带、过滤材料、汽车缓冲板等;建筑方面可以用作墙体、隔板结构等,用它作增强水泥复合材料可以改善水泥的韧度,提高其抗冲击性能。


  超高分子量聚乙烯纤维属范围内的稀缺物资, 年需求量约 5万吨,其中美国占70%。但当前全产量不足 9000吨,缺口很大。据专家预测,未来10年内每年超高分子量聚乙烯纤维的市场年需求量将在10万吨以上,市场潜力巨大,前景广阔。

反对 0
举报 0
收藏 0
打赏 0
评论 0
吉林化纤年产2.5万吨碳纤维项目全面开工 助力国产碳纤维产业迈向规模化高端化
4月2日,吉林化纤年产2.5万吨碳纤维项目在吉林市正式全面开工建设,这一重点项目的启动,标志着我国碳纤维产业规模化、高端化发

0评论2026-04-07113

中国建材SYT80(T1200级)超高强度碳纤维入选首批央企原创技术策源地“十大标志性成果”
中国建材SYT80(T1200级)超高强度碳纤维入选首批央企原创技术策源地“十大标志性成果”

0评论2026-04-07108

邀您相聚深圳复材展|长盛(廊坊)科技有限公司【9馆 420号展位】
邀您相聚深圳复材展|长盛(廊坊)科技有限公司【9馆 420号展位】

0评论2026-04-07111

【展位预订】2026复合材料装备工艺及技术展览会
展位预定中,欢迎联系我们:18653463667.

0评论2026-04-07112

【报告嘉宾】低空飞行器复合材料成形装备及其自动化
阐述低空飞行器典型制件生产工艺,讲解复合材料模压成形装备及自动化实施方案,探索模压成形装备与自动化发展方向。

0评论2026-04-01136

【报告嘉宾】低空飞行器用泡沫夹芯复合材料关键技术与应用研究
针对低空飞行器对结构功能一体化、轻量化及高效成型的核心需求,本文开展泡沫夹芯复合材料关键技术与应用研究。直面传统泡沫夹芯复材界面性能弱、Z 向强度低、成型工艺不兼容等瓶颈,开发高性能自膨胀环氧泡沫树脂体系,攻克泡沫填充蜂窝隔声、电磁屏蔽-隔热一体化成型技术,创新腹板 / 嵌件增强结构设计方法。通过自膨胀泡沫辅助模压一体化成型工艺,实现复杂结构一步成型,研制的复合材料部件成功应用于低空无人机机臂、新能源汽车电池箱等产品,为低空飞行器轻量化、多功能化发展提供关键材料与工艺支撑。

0评论2026-04-01132

碳纤维硬核赋能航天!爱思达配套力箭二号首飞圆满成功
此次发射成功,也为爱思达5200mm全碳纤维复合材料整流罩系列产品制造注入动力。该系列产品聚焦更高性能目标,设计端较金属方案减重15%以上,将为我国商业航天重大任务提供强劲动能。

0评论2026-04-01135

【报告嘉宾】碳纤维复材赋能低空装备:材料-装备-应用一体化实践
围绕低空经济发展需求,分享企业在碳纤维复合材料、核心成型装备及结构部件的一体化研发与制造经验。重点介绍从材料体系、专用装备到高性能部件批量生产的全链条解决方案,以成熟制造技术助力低空飞行器轻量化、高可靠与产业化落地。

0评论2026-03-31132

中复神鹰携手国检集团,共促碳纤维行业高质量发展!
近日,国检集团党委副书记、总经理陈璐一行到访中复神鹰。中复神鹰党委书记、董事长张健热情接待了来访嘉宾,双方相关业务负责人

0评论2026-03-31135

定制化赋能复材加工 凯博数控提供全流程数控解决方案
宁波市凯博数控机械有限公司Ningbo Kaibo CNC Machinery Co., Ltd.简写:凯博数控 KAIBO CNC公司简介宁波市凯博数控机械有限公司

0评论2026-03-31231