超高分子量聚乙烯纤维介绍

特种纤维一般是指具有高强度高模量并且耐高温的纤维，但也没有严格的定义。一般而言，大家*的特种纤维有：芳纶（聚对苯二甲酰对苯二胺，PPTA,Kevlar）,碳纤维，超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纤维，聚苯并噻唑（PBT）纤维,芳香族聚酯纤维等。芳纶纤维是由聚对苯二甲酰对苯二胺（PPTA）的液晶溶液经干喷湿纺工艺成型而制得，按分子结构称为“芳香聚酰胺纤维”，美国商品名为Kevlar纤维。早在1968年美国杜邦公司就开始了芳香聚酰胺树脂的合成及成纤工艺研究，于1972年杜邦公司实现了聚对苯二甲酰对苯二胺纤维的工业化生产，称为B纤维，规模为2000吨/年，1973年改称为Kevlar纤维。芳纶具有优异的力学性能，抗张强度280kg/mm2，模量为6480kg/mm2和13300kg/mm2，断裂伸长率为2.3～4.0%，比重轻，而且耐高温（可在250℃以下使用）。芳纶纤维主要应用于飞机、火箭、导弹等航空、航天等器具中使用的复合材料，此外还用于汽车、船舶、防弹衣、滑雪板等应用领域的复合材料，以及绳缆，耐高温过滤材料等。碳纤维是以合成纤维或人造纤维为原料，在张力下经热处理预氧化成不熔纤维，进一步在惰性气氛下高温烧制碳化（或称石墨化）而成。其原料主要有聚丙烯腈纤维（PAN），粘胶纤维和沥青纤维（Pitch）.碳纤维技术于1959年出现于美国，1964年英国人对碳纤维技术进行了重大改进，形成了现在的碳纤维工业技术。碳纤维具有优异的力学性能，抗张强度为360-720kg/mm2,模量为2.4万-3万kg/mm2，断裂伸长率为1.5-2.0%，耐高温（可在380℃左右使用），但比重稍高于芳（碳纤维比重为1.76-1.8g）.碳纤维主要应用于飞机，火箭，导弹，卫星等航空航天器具中使用的复合材料，也可用于赛车，船舶，防弹衣，滑雪板，钓鱼杆，网球拍等需要高强度力学性能用品的制造。超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纤维的制造技术上出现于1978年,国内于1985年左右开始了超高分子量聚乙烯的成纤技术研究。现在的超高分子量聚乙烯纤维（分子量为100万-500万）是采用凝胶纺丝-超高倍牵伸技术制备的，目前此技术在国内已工业化。商品的超高分子量聚乙烯纤维性能为：抗张强度2.4-3.8GPa/mm2,抗张模量88-166GPa/mm2，断裂伸长率2.7-3.6%,比重0.97-0.98。但其熔点在150℃左右，因此使用温度在100℃以下。超高分子量聚乙烯纤维主要用于制作防弹衣，降落伞，强力绳索，包装材料等。也用于制造使用温度较低的复合材料。国内还未见工业化的聚苯并噻唑（PBT）纤维和芳香族聚酯纤维。特种纤维具有重要的军事用途，其制造技术及研发情况，均属各国技术保密内容。但进一步提高特种纤维的性能，改进特种纤维的制造工艺应是它们的研发趋势。