簡述
超高分子量聚乙烯纖維(UHMWPE)又稱高性能聚(jù)乙烯纖維(HPPE纖維),是用相對(duì)分子質(zhì)量在1×106~5×106的聚乙烯(xī)所紡出的(de)纖維,是繼碳纖維和(hé)芳綸之後的世界第三代高強、高模、高科技的(de)高技術纖維。
性能特點
1.物理性能:HPPE纖維是所有化學纖維中密度*小的(0.97g/cm3),**能夠漂浮在水麵上的高(gāo)性能纖維。是錦綸密度的2/3,是碳纖密度的1/2,複合材料比芳綸複合材料輕20%,比碳纖維複合材料輕30%。熔點低,小於160℃。
2.力學性能:HPPE纖維(wéi)比強(qiáng)度(dù)是現有高性能纖維(wéi)中*高的,比模量僅比高模量(liàng)碳纖維(wéi)低,比拉伸強(qiáng)度3.09x105m是現有高性能纖維中*高的,比拉伸模量117.8x105m比高模量碳纖(xiān)維低,但比芳綸纖維高得多。(見附表2)
3.耐化學腐蝕性能:HPPE纖維具有耐化學試劑的腐蝕,能夠阻止水分子侵蝕,具備良好的耐溶(róng)劑性能
4.耐(nài)衝擊性能和防彈性(xìng)能:HPPE纖維是玻璃化溫度低的熱塑性纖維,韌性(xìng)很好,在塑性變(biàn)形過程中吸收能量,因此,具備良好的(de)耐衝(chōng)擊性能。耐衝擊強度(dù)高於芳綸(lún),碳纖維和聚酯纖維(wéi),僅小於錦(jǐn)綸。防彈材料的防(fáng)彈性能是以該材料對彈丸或碎片能量(liàng)的吸收程度來衡量的(de)。而防彈材料的能(néng)量吸(xī)收性是受(shòu)材料的結構和特性影響的。由於纖維的高模量、高韌性,使其具有相應的高(gāo)斷裂(liè)能和高的傳播聲速,防(fáng)彈性能好。(見附表1)
| 材料 | 層數 | 極限衝擊載荷(N) | 對應的極限衝擊能量(liàng)(J) | 總能量吸收 (J) | 破壞形態 |
| Spectra | 5 | 7356 | 99.3 | 114 | 不穿透 |
| 芳綸 | 5 | 1129 | 2.7 | 14 | 穿透 |
| 高模量碳纖 | 5 | 592 | 2.7 | 5 | 穿透 |
附(fù)表1:三種纖維防彈性能比較表
5.耐磨(mó)性和耐彎曲(qǔ)性:HPPE纖維具有較低(dī)的(de)摩擦係數,因此,它具有比其他高性能纖維更加(jiā)優越的耐磨性能。該纖維的耐磨性能非常好,比碳鋼、黃鋼還耐(nài)磨數倍,是普通聚乙烯的數十倍以上,並且隨著相對分子(zǐ)質量的增大(dà),其耐磨性能(néng)還進(jìn)一步提高。
6.抗蠕(rú)變性能(néng):與常規纖維相比其具備傑出的抗蠕變性能。
7.電絕緣性:HPPE纖維介電常數很小(DK :2.3 DF:4x10-4),適用於製造各種雷達罩。
8.耐光性和耐高能輻射性能:HPPE纖維的(de)耐光性是所有有機纖維中*好的。芳綸纖維不耐紫外線(xiàn),使用時(shí)必須避免陽光直接照射。
9.耐(nài)切割性能(néng):HPPE纖維具有良好的耐切割(gē)性,與Kevlar相當,可應用於製作防切割工(gōng)作服等(děng)。
10.耐低溫和耐熱性能:HPPE纖維在液氦(-269℃)中仍具有延展性,在液氮(-195℃)中也(yě)能(néng)保持優異的衝擊(jī)強度,這一特性是其他合成纖維所沒有的,因而它能夠用作核工業的耐低溫部件。HPPE纖維(wéi)的*高使用溫度為80~100℃。
主要應(yīng)用
HPPE纖維有眾多的優異特性,它(tā)在高性能纖維市場上,包括從海上油(yóu)田的係泊繩到高性(xìng)能輕質複合材(cái)料方麵均顯示出極大的優勢,在現代化戰爭和航空、航天、海域防禦裝備(bèi)等領域發揮著舉足輕重(chóng)的作用。
1.繩纜索網線類
HPPE纖維具有比其他高強纖維更好的斷裂強度,兼具輕(qīng)質高強、柔曲性好、耐磨損、不吸水(shuǐ)、絕緣線好的特點。常(cháng)常應用於船舶牽引繩、航空降落(luò)傘、飛機懸吊用繩索、高空氣球吊索(suǒ)以及漁網和釣具的應用;
2.軍工防護用品(pǐn)
應用於軟質防彈衣、防刺服、防彈板、防彈(dàn)裝甲等,與芳綸、碳(tàn)纖維防護用品,以及陶瓷(cí)、鋼鐵、合金防護(hù)用品相比(bǐ),在保證防(fáng)護性能的情況下大大降低防護製品的重量。例如,用於頭盔可減重400g左右,相當於殼體(tǐ)重的30% ~40%,可大大(dà)減輕使用人員的負擔。另外,HPPE纖維可在-150℃下使用,已經超出地球低溫(wēn)極(jí)限,因此在(zài)高寒(hán)地(dì)區,HPPE纖(xiān)維產品(pǐn)是防護用品的(de)**。
3.航空航天
由於HPPE纖(xiān)維複合材料輕質高強和抗衝擊性能好,在航空航天工程中應用廣泛,適用於各種飛機(jī)駕駛艙內壁、飛機座(zuò)艙防彈門、飛機的(de)翼尖結構、飛船結構和浮標飛機等。以(yǐ)其製成的武裝直升機(jī)和戰鬥機的殼體材(cái)料還具有優異的防彈性能。
4.體育器材(cái)用品
HPPE纖維可用於製作各類球拍、安全帽、滑雪板、帆板、釣竿、衝浪板、自行車(chē)骨架、安全防(fáng)護罩和擊(jī)劍服等。由(yóu)於HPPE纖維複(fù)合材料比強度、比剛度高,加之韌(rèn)性和損(sǔn)傷容限好,因此製成的運動(dòng)器械既輕又耐用。
5.繩纜索網線類
HPPE纖維具有比其他高強纖維更好的斷裂強(qiáng)度,兼具輕質高強、柔(róu)曲性好、耐磨損(sǔn)、不吸水、絕緣線好的(de)特點。常常應用於船舶牽引繩(shéng)、航空降落傘、飛機懸(xuán)吊用繩索、高空氣球吊索以及漁網和釣具的應用
6.紡織(zhī)行業
HPPE纖維具有良好的紡織加工性能,故(gù)可以加工成二維機織(zhī)物、針織物和非(fēi)織造布。針(zhēn)織物主要用於防切割(gē)產品,機(jī)織物和非織造(zào)布主要用於防刺產品。根據使用要求,有些直接疊合使(shǐ)用(yòng),有些則製成複合材料使(shǐ)用。HPPE纖維也可以根據使用(yòng)要求加工(gōng)成三維織(zhī)物,作為複合材料的增強體(tǐ)。
7.建(jiàn)築材料
HPPE纖維可以替代鋼筋用於建築材料,其複合(hé)材料可用作牆體、隔板結構等。此外,由於HPPE纖維複合材料具有輕質、高強、抗腐蝕、耐疲勞等特點,優於建築鋼材,因此,在土木建築工(gōng)程結構加固中采用此纖維複合材料(liào)比采用鋼板(bǎn)或其他傳統加(jiā)固方法具有非常明顯的優勢。
8、其他行(háng)業
由於HPPE纖維的介電常數低,介電損耗值低,電信號失真小,是製作高性能輕質雷達(dá)罩的**材料,以其複合材料製成的各種類型的雷(léi)達罩可應(yīng)用於不同場合。
| 性能 | UHMWPE 纖維 (Spectra) | 芳綸 | 碳纖維 | S玻纖 | 高強度 聚酰胺 (PA66) | |||
| 900 | 1000 | 低模量 | 高模量 | 高強度(dù) | 高模量 | |||
| 相對(duì)密度(g/cm3) | 0.97 | 0.97 | 1.44 | 1.44 | 1.81 | 1.81 | 2.5 | 1.14 |
| 拉伸強度(GPa) | 2.5 | 3.0 | 2.8 | 2.8 | 3.1 | 2.4 | 4.6 | 0.9 |
| 拉(lā)伸模量(GPa) | 117 | 172 | 62 | 124 | 228 | 379 | 90 | 6.0 |
| 纖維直徑(um) | 38 | 27 | 12 | 12 | 7 | 7 | 7 | ------ |
| 伸長率(%) | 3.5 | 2.7 | 3.6 | 2.8 | 1.2 | 7 | 5.4 | 20.0 |
| 比(bǐ)強度(105m) | 2.58 | 3.09 | 1.94 | 1.94 | 1.72 | 1.33 | 1.84 | 0.79 |
| 比模量(105m) | 120.6 | 117.8 | 43.1 | 86.1 | 126.0 | 209.4 | 36 | 5.26 |
附表2:幾(jǐ)種高性能纖維的性能對比
產品規格表
| 係列分類 | 規格型號 | 厚度mm | 幅寬cm | 產品特點 | 應用領域 |
| 機織布 | HPPE-200 | 0.20 | 100-150 | 高強度、高模(mó)量、耐磨、抗衝擊、耐化學腐蝕、耐低溫(-269℃)、耐紫外(wài)線、絕緣耐壓、耐張力疲勞、高透波性、幾乎不吸水(shuǐ)、柔軟、輕質、無毒。 | 國(guó)防軍工(gōng): 防彈頭盔、防彈插板、防彈衣(yī)、防彈盾牌、防刺服、雷達的防護外殼罩(zhào)、導彈罩 航空(kōng)航天: 飛(fēi)機翼尖結構、駕駛艙(cāng)內壁、著(zhe)陸(lù)用降落傘 海(hǎi)洋領域: 船舶(bó)係留繩、遠洋漁網、海上養殖網箱 體育器材: 安全帽、滑(huá)雪(xuě)板、帆輪板、釣竿、球拍、自行車(chē)、滑翔板 建築領域: 牆體/隔板結構、增強水泥複合材(cái)料、建材吊繩、建築防護網、吊貨網 其他領域: 防割手套(tào)、傳送帶(dài)、汽車緩衝(chōng)板、耐壓容器、超輕量(liàng)飛機零部件、假肢(zhī) |
| HPPE-250 | 0.25 | ||||
| HPPE-400 | 0.40 | ||||
| 無緯布 | 2UD-HPPE-150 | 0.15 | |||
| 4UD-HPPE-300 | 0.30 | ||||
| 6UD-HPPE-450 | 0.45 | ||||
| 8UD-HPPE-600 | 0.60 | ||||
| 無紡布 | HPPE-NWF係列 | 0.2~1mm |
備注:以上僅為我司常(cháng)用規格“部分型號”及其參(cān)數,如需其他型號(hào)或(huò)有定製需求可向(FSD)商(shāng)務人員谘詢
以(yǐ)上技術參數和圖片僅供參考,不作為每批次實(shí)際供貨產品技術依據。
產品參考圖(tú)片

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