超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纖維是繼碳纖維、芳綸纖維之后的第三代高性能纖維。超高分子量聚乙烯纖維是目前工業(yè)化高性能纖維材料中比強(qiáng)度和比模量最高的纖維，是分子量在100萬(wàn)以上的聚乙烯樹(shù)脂所紡出的纖維（普通聚乙烯的分子量一般在4-12萬(wàn)），其斷裂伸長(zhǎng)率高于碳纖維和芳綸，柔韌性好，在高應(yīng)變率和低溫下力學(xué)性能仍然良好，抗沖擊能力優(yōu)于碳纖維、芳綸等，是一種非常理想的防彈、防刺安全防護(hù)材料。
特性與應(yīng)用
超高分子量聚乙烯是一種線性結(jié)構(gòu)的具有優(yōu)良綜合性能的工程塑料。UHMWPE分子鏈很長(zhǎng)，沿同一方向排列，相互纏繞，通過(guò)強(qiáng)化分子之間 的相互作用，較長(zhǎng)的分子鏈能夠更有效地將載荷傳遞給主鏈，所以UHMWPE具有很高的比模量和比強(qiáng)度。UHMWPE耐磨性位居塑料之首比碳鋼、 黃銅還耐磨數(shù)倍，其耐磨性能是普通聚乙烯的數(shù)十倍以上，而且隨著分子量的增加，其耐磨性能也會(huì)進(jìn)一步提高。摩擦系數(shù)也比其它工程塑料小，可以與聚四氟乙烯相媲美，是理想的潤(rùn)滑材料。
超高分子量聚乙烯（UHMWPE）具有優(yōu)良的抗水性能、耐沖擊性能、耐化學(xué)藥品性、耐低溫性能以及良好的不粘性、無(wú)毒、優(yōu)良的電氣絕緣性能等，應(yīng)用場(chǎng)景十分廣泛。
制備工藝
超高分子量聚乙烯制備工藝可分為干法工藝與濕法工藝。一類是干法工藝路線，即高揮發(fā)性溶劑干法凝膠紡絲工藝路線；另一類是濕法工藝路線，即低揮發(fā)性溶劑濕法凝膠紡絲工藝路線。采用的溶劑和后續(xù)工藝是這兩種工藝路線最大的區(qū)別，由于兩類溶劑特性區(qū)別大，從而后續(xù)溶劑脫除工藝也完全不同，各有優(yōu)勢(shì)。
干法工藝路線紡絲：干法主要以十氫化萘為紡絲溶劑，與UHMWPE樹(shù)脂混合后，經(jīng)過(guò)雙螺桿擠出機(jī)高溫混煉、噴絲板擠出成熔體細(xì)流，通過(guò)惰性氣體等方式吹掃使溶劑脫去，同時(shí)熔體固化成原纖可收卷成型。原纖再經(jīng)過(guò)多級(jí)多次的超倍熱拉伸可得到強(qiáng)度較高的UHMWPE纖維。相較于濕法路線紡絲，干法路線工藝流程短、經(jīng)濟(jì)環(huán)保，其制備的纖維表面平整、缺陷少、柔軟、結(jié)晶度高、纖維密度大、熔點(diǎn)高、熔程短、溶劑殘留低。荷蘭DSM公司、東洋紡公司、儀征化纖、上?；ぱ芯吭河邢薰揪捎酶煞üに嚶肪€生產(chǎn)UHMWPE纖維。
干法工藝路線
干法路線關(guān)鍵工藝技術(shù)：樹(shù)脂在十氫萘溶劑中溶脹過(guò)程對(duì)于紡絲溶液均勻溶解至關(guān)重要；紡絲溶液均勻下料是影響纖維纖度的關(guān)鍵；初生纖維中溶劑的充分揮發(fā)是影響溶劑回收和纖維力學(xué)性能的關(guān)鍵；超倍拉伸溫度、拉伸比和拉伸速度是影響纖維結(jié)晶和力學(xué)性能的關(guān)鍵因素。
濕法工藝路線紡絲：濕法路線采用的紡絲溶劑為高沸點(diǎn)不易揮發(fā)溶劑，如白油、礦物油、煤油等，紡絲加工溫度可調(diào)節(jié)范圍大。紡絲溶劑需要在紡絲后期進(jìn)行萃取和干燥，常用萃取劑主要有碳?xì)淝逑磩⒍燃淄?、二甲苯等，紡絲溶劑回收工藝經(jīng)十余年的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，相對(duì)簡(jiǎn)單成熟，但環(huán)保、安全的壓力較大。
濕法工藝路線
濕法路線是目前國(guó)內(nèi)外纖維企業(yè)用得更多的一種工藝技術(shù)路線，最早是1985年由美國(guó)Honeywell公司購(gòu)買(mǎi)DSM專利后進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)推出的纖維牌號(hào)有Spectra-HT、Spectra900、Spectra1000等系列產(chǎn)品，其中Spectra-HT牌號(hào)斷裂強(qiáng)度可達(dá)40cN/dtex。另外日本三井公司于1988年正式商業(yè)化生產(chǎn)UHMWPE纖維，牌號(hào)為T(mén)ekmilon，產(chǎn)品重點(diǎn)放在作業(yè)手套、釣魚(yú)線和纜繩市場(chǎng)。我國(guó)于20世紀(jì)80年代開(kāi)始相關(guān)研究，并于2000年左右實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，目前國(guó)內(nèi)濕法生產(chǎn)企業(yè)有同益中、愛(ài)地、九九久、中泰等十余家公司，可生產(chǎn)不同旦數(shù)、強(qiáng)度的軍民用纖維產(chǎn)品，占全球產(chǎn)銷(xiāo)量的60%以上，但以中低端產(chǎn)品為主，產(chǎn)品價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)激烈。
濕法路線發(fā)展方向：傳統(tǒng)的濕法路線由于工藝的先天性缺陷，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性受到影響，特別是纖維旦數(shù)的偏差率普遍較高，優(yōu)化現(xiàn)有的工藝路線，進(jìn)一步提高纖維的力學(xué)性能、穩(wěn)定性、功能性是目前濕法路線研究的重點(diǎn)。
參考信息
中國(guó)復(fù)合材料工業(yè)協(xié)會(huì)官網(wǎng)