超高分子量聚乙烯纤维

目前超高分子量聚乙烯纤在世界范围内属于稀缺物资，全世界年需求量约5万吨，其中美国占70%。但具备生产能力的仅有荷兰帝斯曼公司（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，和中国的数家公司。全世界产量总和仅有10000吨左右。据专家预测，未来10年内超高分子量聚乙烯纤维每年的市场年需求量将在10万吨以上，市场潜力巨大。尽管荷兰帝斯曼公司、美国霍尼韦尔公司和日本三井公司近几年多次增建扩产，产量以每年8%以上的速度递增，但仍不能满足市场需求。•国防军需装备•航天工程•民用领域•工业应用•体育用品•医学方面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、降落伞等，其中以防弹衣的应用最为引人注目。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。奇瑞汽车出口到乌拉圭的东方之子防弹轿车，作为政府礼宾车。凯芙拉纤维及超高分子量聚乙烯纤维都是防弹轿车内衬的主要材料，车底防弹材料甚至要求能对反坦克地雷爆炸进行防护。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。该纤维制成的绳索、缆绳、船帆和渔具适用于海洋工程，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。船舶缆绳事关船舶安全的命脉，其必须具备高强度、耐腐蚀、耐老化等特性，超高分子量聚乙烯纤维是制造船用缆绳的最佳材料，其强度要远远高于钢缆，而重量则大为减轻。图为海南文昌油田10万吨级FPSO海上浮式储油船--“海洋石油116号”。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。由于UHMWPE具有优良的耐磨性、耐冲击性，它在机械制造行业中得到广泛应用，可制作各种齿轮、凸轮、叶轮、滚轮、滑轮、轴承、轴瓦、轴套、削轴、垫片、密封垫、弹性联轴节、螺钉等机械零部件。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，其性能优于传统材料。日本三井石油化学公司制造的UHMWPE滑冰场，1975年在Kagoshima县对外开放，其造价为一般滑冰场的1/4。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领域，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。超高分子量聚乙烯制品的主要性能指标性能单位UHMW-PEM-A型UHMW-PEM-B型UHMW-PEM-C型密度g/cm30.94-0.980.98-1.081.05-1.20拉伸强度MPa＞20＞20＞18断裂伸长率%＞150＞100＞50简支梁冲击强度KJ/㎡＞80＞80＞20维卡软点℃＞120＞130＞130吸水率%＜0.01＜0.01＜0.01摩擦系数＜0.09＜0.09＜0.09球压痕硬度N/m㎡＞15＞20＞30部分产品名称、规格及用途产品名称单位规格用途举例UHMW-PEM-A型mm4240×1040×(6.5--160)化工：泵、管、阀及密封；盐碱仓；造纸：真空箱吸水面板和刮水板等；纺织：皮结、梭子、齿轮等；机械：轴套、凸轮、轴承、链轮、衬里等。煤炭、电力、焦化厂做补仓、溜槽等。轴套、轴瓦等高耐磨零件产品主要用途船舶、海洋本产品可做船舱的内衬板，漏斗的衬板，挖泥船链斗的内衬，可使货船自卸系统正常动转，防止阻碍结拱，提高卸船速度30%以上，还可做船坞护舷、墩木、气船底板等。船尾管轴承等。热力发电本产品可做煤仓内衬、排粉煤灰管道及阀门，浓缩池主轴轴套及叶片，高压喷嘴等等。煤炭、矿山本产品可做皮带传输机的裙围、煤仓衬板、螺旋传输设备保护边和衬板、溜煤槽衬板、转动滚轴套筒等等。冶金设备本品在冶金设备中做型钢传输滚轴。做钢板的传输滚轴，薄钢成型滚轴，石灰石、石膏、金属屑、硅砂、铸砂、碳粉等漏斗衬板，碾磨机衬板等。可降低噪声、提高寿命，降低功耗。车辆本产品可做各种装载车铲斗内衬，运粉煤灰、水泥车箱内衬，清洁车箱内衬，铲斗轮挖掘机衬板，隧道铅床衬板等等。化工用本产品防腐性、耐磨性、润滑性、非附着性等制做耐酸泵、化学泵的推动器，轴套、酸洗槽保护板，螺旋输送设备的槽衬板等。造纸用本产品的非附着性、耐腐蚀、不吸水等特点可做吸水箱面板、原木输送带托滚、脱水工具、成型板、刮水板等。食品机械用本品无毒、耐冲击、耐腐蚀、吸音性好、比重轻的特点，做食品机械的曲线轨、容器导向轨、行星轮。推进螺杆，粉料粒料漏斗，各种酱馅成型器等。做灌装线齿轮、链轮，既可以减少瓶子输送时破裂，又可以降低噪音。体育娱乐医疗本品可用于制作滑冰地面、滑冰荡场围裙板、旱冰场地面、游乐园的滑梯、滑道、雪橇滑板、医疗上做假胸、假肢、人工关节等。电气在电气行业中，用本品制作磁性粉搅拌叶轮，电话组装线上的传感挚子，电梯导靴，自动电梯的运动器件，盒式磁带的衬板等，性能均优于其它工程塑料。纺织工业在纺织工业中，可用本品制做皮结、梭子、清棉机、盖板手柄、闸刀、滚轮、联结器、扫花杆、滚冲块、摆动后梁等。即可以减小噪音，又可以提高使用寿命。陶瓷工业在陶瓷工业中做陶瓷滚压头，比用PTFE价格低约百分之八十，而寿命却提高了三至六倍。亦可制做滤泥板等等。机械零配件由于本品的耐磨、耐冲击及自润滑等诸方面性能，在各类工程塑料中均居领先地位，且性能全面。因此，用它替代金属或其它材料，制做各种机械零件和配件。可以实现改善性能，提高寿命，降低噪音的目的。本品还可以根据用户的需要，通过改性或加工，以满足国民经济各个行业和部门的不同需求