超高分子量聚丙烯纤维（精选五篇）
超高分子量聚丙烯纤维 篇1
技术特点
本项目采用了超分子相互作用机理, 对聚合单体进行了微区内的浓度控制和排列, 有效地控制了聚合过程和生成高分子结构的规整性, 实现了超高分子量和超高粘度, 并且具有良好的耐温抗盐性能。其特点是:
(1) 在大幅度提高性能的同时, 不增加成本;
(2) 在高矿化度的盐水中表观粘度大幅度提高;
(3) 可以实现污水中溶解和配制, 不再需要清水溶解;
(4) 在提供性能良好的干粉样品的同时, 也可提供直接溶解的胶体产品。
市场情况
聚丙烯酰胺是油田大量使用的产品, 每年的使用量在不断增加。目前市场上并没有好的产品, 对于地层温度和矿化度高的油田, 部分水解聚丙烯酰胺不能大面积使用, 急需耐温抗盐、稳定的高分子量驱油聚合物, 因此其市场前景十分看好。
投资与效益
按照本项技术建成年产4000吨至7000吨的生产线, 设备投资600万元左右。现在市场上1800万～2000万分子量的部分水解聚丙烯酰胺1.8万元/吨至2万元/吨, 利润为3000元/吨左右。利用本技术生产耐温抗盐聚丙烯酰胺, 成本基本不变, 利润相当, 产品的分子量和性能却得到保证。
合作方式
技术转让。
单位:
中科院理化所
地址:
北京市海淀区中关村北一条2号
电话:
(010) 62554153 82543605
邮编:
超高分子量聚乙烯纤维概述 篇2
1 超高分子量聚乙烯纤维的发展史
20世纪30年代,Carothers和Hill[1]就提出了制备实用纤维的基础理论,如需具有长链分子,分子链极有规则的排列,分子链轴与纤维方向平行。Meijer和Lotmar论述了伸直链分子的高刚性,Treloar等人在20世纪60年代详细地计算了单一伸直链的拉伸模量。当时计算得到的单一伸直聚乙烯链的拉伸模量为182GPa[2]。借助于现代化的研究方法,目前预计该拉伸模量值应在180~340GPa[3,4]。
因为聚乙烯排列规则,结构简单,人们开展了大量的研究工作,希望能够得到高性能的聚乙烯纤维。当时的人们对表面结晶生长,固态挤出,凝胶纺丝等工艺路线进行了较深入的研究,均取得了一定的进展,但因为始终存在技术难点,超高分子量聚乙烯纤维工业化始终只停留在实验室阶段。
其中,凝胶纺丝法发明于上世纪50年代,但是当时制得的聚乙烯纤维物性,远不如今天的聚乙烯纤维。直至上世纪70年代后期,柔性大分子制备的工业长丝的最大拉伸强度约局限在1GPa[2]。
荷兰DSM公司从上世纪70年代开始研发,证明了凝胶纺丝法的工业化可行性,并于1979年获得专利[5],1985年正式商业化生产;同年与日本的Toyobo公司建立了联合公司,并于1989年投产。DSM公司在凝胶纺丝法上的突破,当时立刻引起了工业强国的注意,美国Allied Signal公司迅速购买了该项专利权,经进一步改良后,于1983年取得了自行研发技术的美国专利[6],并于1989年正式商业化生产,其产品在北美地区销售。1982年日本的Mitsui公司,通过自身的研发工业,也于1984年通过欧洲专利评审[7],并于1988年正式商业化生产。以上三家主要生产高强力聚乙烯纤维的公司,2009年的总生产能力约为9000吨/年。
中国纺织科学院于上世纪80年代年开展了超高分子量聚乙烯工艺的研发工作,并取得中国专利,90年代东华大学也加入研发行列,并于1999年宣布研发成功,2000年,正式买入商业化生产阶段。国内2009年的总生产能力约为4000吨/年。
当今,作为商品的超高分子量聚乙烯纤维的拉伸强度可达到3~4GPa,最先进的实验室级高性能聚乙烯纤维的拉伸模量已超过180GPa,拉伸强度高达6~8GPa[2]。
2 超高分子量聚乙烯纤维的性能
超高分子量聚乙烯纤维因其具有的高断裂强度,高初始模量,低断裂伸长率,与芳香族纤维,碳纤维并称为目前能够实现工业化生产的三大高性能纤维。高性能纤维通常认为是指断裂强度大于17.8cN/dtex,初始模量大于500cN/dtex的纤维。聚乙烯分子链为“-C-C-”结构,没有侧基,对称性及规整性好,单键内旋转位垒低,柔性好,容易形成规则排列的三维有序结构,有着较高的结晶度。通过凝胶方法法生产的超高分子量聚乙烯纤维,经过高倍拉伸后,分子链沿拉伸方向有着较高的取向度和结晶度,分子链伸直情况较好,从而赋予了纤维优良的抗拉伸性能。
除了具有良好的力学性能外,由于其化学结构上的特点,“-C-C-”结构耐光性好,不易与化学试剂起反应,所以超高分子量聚乙烯纤维具有优秀的光学惰性及化学惰性。其密度比水小,能够漂浮在水面上。因为分子链具有良好的柔性,故其耐挠曲性能好,在低温下能够仍然保持其良好的耐挠曲性。超高分子量聚乙烯纤维还有良好的耐磨性,与生物共存性。
因为没有侧基,分子链之间的作用力主要是范德华力,流动活化能较小,熔点较低,小于160℃。在受到长时间外力作用时,分子链之间易滑移,产生蠕变。熔点低和耐蠕变性能差限制了超高分子量聚乙烯纤维的使用范围。
超高分子量聚乙烯纤维主要的物理性能如表1所示。
3 超高分子量聚乙烯纤维凝胶纺丝法的生产工艺路线
凝胶纺丝法生产工艺路线首先是先制取超高分子量聚乙烯的半稀溶液,然后通过喷丝板将半稀溶液挤出,挤出后,半稀溶液骤冷形成凝胶原丝,之后,再对凝胶原丝进行去溶剂化及干燥,之后,再将其进行高倍热拉伸,从而制得高强高模的聚乙烯纤维。
当今世界上凝胶纺丝法主要有两种工艺路线:
(1)用十氢萘作为制作超高分子量聚乙烯半稀溶液的溶剂,为DSM公司所独有,其技术受专利保护。十氢萘有较强的挥发性,去溶剂化时不需要萃取步骤,仅通过加热即能将其除去。该种方法的工艺路线如图1所示。
(2)用矿物油作为制作超高分子量聚乙烯半稀溶液的溶剂,该工艺路线的专利保护已过期,除DSM之外,世界上其他生产超高分子量聚乙烯纤维的厂家,基本上都是采用此工艺路线,只是细节上有所区别。矿物油难挥发,需要增加萃取步骤将矿物油萃取出来。该种方法的工艺路线如图2所示。
4 超高分子量聚乙烯纤维的发展前景
由于凝胶纺丝法不需要采用任何化学反应和复杂的加工方式,只需经过简单凝胶纺丝,就能够大幅度的提高聚乙烯纤维的力学性能,在国际上日益受到重视。当今世界上,荷兰、日本、美国及中国已经实现了该种纤维的工业生产,英国、俄罗斯等英国也开展了该纤维的研究工作[8]。在我国的“十一五”规划中,将超高分子量聚乙烯纤维项目列为重点发展的高科技项目,并将该种纤维作为国家鼓励发展的特种纤维之一。鉴于超高分子量聚乙烯纤维本身所具有的良好性能,应立足于防护、绳缆两大市场,做好纤维改性、与其他材料进行复合的研究工作,开拓新的用途。该纤维的物理特性尤其适合深海、远洋、航空航天、极地科考等尖端技术领域。
现在行业标准和国家标准都在制定当中,标准制定完成后,将会对国内现有生产商起到指导作用,逐步规范产品规格和检验标准,满足下游用户的使用需求。
摘要：超高分子量聚乙烯纤维因其具有的高断裂强度,高初始模量,低断裂伸长率,与芳香族纤维,碳纤维并称为目前能够实现工业化生产的三大高性能纤维。目前,在防护、绳缆等领域显示出良好的使用性能。该纤维是“十一五”规划重点发展的高科技项目和国家鼓励发展的特种纤维之一。目前,荷兰、日本、美国、中国实现了该纤维工业化生产,英国、俄罗斯等国也开展了对该纤维的研究工作。本文对超高分子量聚乙烯纤维的发展史,性能,生产工艺,并对今后的发展前景进行了预测。
关键词：超高分子量聚乙烯纤维,发展历史,性能,生产工艺
参考文献
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[7]Motooka Masanori,Mantoku Hitoshi,Ohno Takao,et al.Process forproducing stretched filaments of ultrahigh-molecular-weight polyethy-lene[P].European Patent EP0115192 August 8,1984.
超高分子量聚丙烯纤维 篇3
超高分子量聚乙烯纤维是自上个世纪80年代发展起来的一种高性能纤维,工业化生产采用凝胶纺丝超倍拉伸技术,是凝胶纺丝技术中的代表产品。一问世便以出色的性能受到市场的关注。20多年的发展过程中,生产技术不断改进,性能、产量均有长足的进步。现如今,该种纤维世界范围内生产能力超过1万吨/年,商业级顶级产品的强度能达到40cN/dtex。
超高分子聚乙烯纤维具有高取向度,高结晶度,微纤沿拉伸方向排列规整度高,使用电子显微镜还能够观察到“串晶”结构。这些结构赋予其良好的机械性能:沿纤维轴向方向,纤维具有很高的耐拉伸性,比强度,比模量都较高;即使在很低的温度下,该纤维仍能够保持柔软,有研究表明,即使在-150℃的条件下,纤维也无脆化点[1]。该纤维的缺点也很明显,不耐高温,表面加工困难,不易染色,不易与其他材料粘接,耐蠕变性能差。
通过对超高分子量聚乙烯纤维的结构与性能进行比较、联系,人们对这种纤维诸多性能的内部结构原因有了较深入的认知。
用于制作超高分子量聚乙烯纤维的原料分子量较高,一般在100万以上;具有比较高的结晶度,产品的结晶度一般不低于75%;有较高的取向度,微纤轴方向与纤维轴方向之间的夹角COSΨ值一般不低于0.9697;这些特点赋予其沿拉伸方向有着较高的强度,一般在24cN/dtex以上;较高的模量,一般在700cN/dtex以上。可通过提高分子量,增加纤维中伸直链结构等方法进一步提高其强度和模量。
超高分子量聚乙烯纤维的基本结构为聚乙烯,聚乙烯分子本为非极性分子,无极性基团,分子间作用力小,分子易发生内旋转。这些结构特点导致聚乙烯纤维熔点较低,通常不高于170℃;耐蠕变性能差,70℃,72h,20%负荷蠕变实验,原纤伸长率不低于3.0%。如若提高其耐高温,耐蠕变性能,需要对纤维进行改性处理,引入极性分子或使其内部发生交联。目前这方面还没有听说有实质性的研究进展。
因为聚乙烯分子结构简单没有极性基团,也使其表面加工性能差,不易做染色及粘结处理,如需改善其表面加工性能,还需在其表面引入极性基团。
1.1 耐高能辐射性能
超高分子量聚乙烯纤维在受到高能辐射,如电子射线或γ射线的照射时,分子链会发生断裂,纤维强度会降低。有研究表明当吸收剂量达到1×102kJ/kg时,会对纤维的性能发生显著的影响。但当吸收剂量高达3×106kJ/kg时,纤维还可以保持可用的强度。在正常生产和储存期间无需对日照进行特殊防备[2]。
1.2 耐化学性能
由于聚乙烯结构中不含有任何羟基,芳香环等能够易与接触物质发生反应的基团,而且经过超倍拉伸后,超高分子量聚乙烯纤维具有较为致密规整的内部结构,这些特点使超高分子量聚乙烯纤维非常耐受化学试剂的腐蚀,对于常见的酸碱腐蚀,耐受性明显高于同为高性能纤维的芳香族纤维。但受制于聚烯烃结构的特点,超高分子量聚乙烯纤维对氧化较为敏感,在强氧化作用下,会很快的失去强力。但是在正常的空气环境中,纤维能够稳定的存在很多年。
1.3 耐疲劳性
在绳索应用领域,耐疲劳性是一项重要的质量指标。通常绳索使用的材料为涤纶和锦纶,与它们相比,超高分子量聚乙烯纤维不仅强度高、模量量,还有着良好的抗弯曲疲劳能力,具有长挠曲寿命,这与其低压缩屈服应力有关。因为聚乙烯的自润滑性,超高分子量聚乙烯纤维制成的绳索也具有很好的耐磨性能。
2 超高分子量聚乙烯纤维的主要用途
2.1 绳缆
由于超高分子量聚乙烯纤维高强力,高模量,耐腐蚀,耐磨损,耐光照,柔韧性好,其用于制作绳索是一种非常优秀的材料。因为其密度为0.98g/cm3,能够漂浮在水上,在水中的自由断裂长度为无限长,因此尤其适用于海洋用绳。随着我国经济发展水平的提高,高性能船用绳缆必将逐步替代现有普通船缆。在许多低温应用领域,如航天降落伞,飞机悬吊重物的绳索,高空气球的吊索等,超高分子量聚乙烯纤维绳缆也是首选。
2.2 安全防护
超高分子量聚乙烯纤维与树脂复合材料的抗冲击韧性非常好,具有较强的比冲击吸收能量,分别是E玻璃纤维复合材料、芳纶及碳纤维的1.8倍、2.6倍及3倍[2]。因此该种复合材料在防冲击吸能领域具有非常好的应用。例如用于防弹的避弹衣、头盔、复合装甲等;用于安全生产的防切割手套,护具,防冲击板材等;用于高危环境下的防冲击护具,如警用防刺服,矿工防砸头盔等。随着世界热点地区的紧张局势加剧及该生产成本下降,民间消费水平的提高,该纤维在防冲击吸能领域有着非常好的发展前景。
2.3 渔业
目前,合成纤维已成为制作渔网的最普遍的材料。在网线强度相同的条件下,用超高分子量聚乙烯纤维加工成的渔网比普通的纤维要轻至少40%,能够极大的提高捕捞作业的劳动效率,减少渔船能耗。超高分子量聚乙烯纤维用作深海养殖网箱,可以制作的无限大,良好的机械性能又能够很好的防治食肉鱼对经济鱼类的猎杀,有效地控制养殖成本及风险。
2.4 休闲体育用品
由于超高分子量聚乙烯纤维复合材料比强度比模量高,韧性和损伤容限好,因此制成的运动器械重量轻且结实耐用。如今,超高分子量聚乙烯纤维被用作网球拍,滑雪板,冲浪板等体育用品的骨架材料,以其优良的性能,赢得了使用者的喜爱。
2.5 其他复合材料的应用
超高分子量聚乙烯纤维作为一种性能优异的材料,很多科研人员希望能够通过界面改性,合理结构与混杂形式的优化等方面,研究开发新一代高性能复合材料,拓展其应用领域。一些相对比较成熟的研究成果给超高分子量聚乙烯纤维的应用提供了更多的可能。
2.5.1 航空航天结构材料
由于超高分子量聚乙烯纤维复合材料质轻,高强,耐冲击,适用做于飞机一些非高温部位的金属替代材料,现在飞机翼尖等领域有所使用。
2.5.2 薄壁耐压容器
利用超高分子量聚乙烯纤维高强高模的性质,耐化学腐蚀性能好,以其为原料制作的复合材料制成的高性能薄壁高压容器,能够用于存储较为广泛的气体或液体介质。它的形状转化效率高达97%,耐压容器性能系数比芳纶制品高45%。
2.5.3 水上结构材料
以超高分子量聚乙烯纤维复合材料制成的船身具有重量轻,使用寿命较长的特点[3],还可以用它制作潜望镜和海上平台等结构材料,它还被用作制作帆船风帆。
2.5.4 高性能轻质雷达罩
超高分子量聚乙烯纤维的介电常数低,介电损耗值低,电信号失真小,透射系数高,用于雷达罩基材各方面的性能参数均高于现在常用的玻璃纤维,是制作高性能轻质雷达罩的首选材料[4]。
2.5.5 医用高分子材料
超高分子量聚乙烯纤维的生物相容性和耐久性都较好,化学稳定性好,不会引起人体的过敏反应和生物排斥反应。可以用作医用缝合线及人造器官,例如人造关节,人造韧带,人造肢体等[5]。
3 结 束
在“十一五”规划中,将超高分子量聚乙烯纤维项目列为重点发展的高科技项目,并将该种纤维作为国家鼓励发展的特种纤维之一。随着经济水平的提高,生产技术的进步,超高分子量聚乙烯纤维有着广阔的应用前景。
参考文献
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超高分子量聚丙烯纤维 篇4
1 超高分子量聚乙烯的应用
1.1 生命防护领域
近年来, 地区热点问题导致军事冲突频发以及恐怖事件不断蔓延, 单兵防护装备得到了较快发展, 高性能纤维取代传统的钢铁和陶瓷材料, 成为主流的防弹材料, 而超高分子量聚乙烯纤维因其优秀的防弹性能而备受关注。民用领域, 超高分子量聚乙烯纤维因其优异的耐切割性能, 被用来制造防切割手套、防刺服、安全头盔等。
1.2 体育用品领域
超高分子量聚乙烯纤维具有最高的比强度和比模量, 有良好的抗冲击性能, 因此超高分子量聚乙烯纤维复合材料被广泛应用于体育运动器械的制造, 如赛艇、帆船、登山绳、弓弦、网球拍、滑雪撬、滑雪服、冲浪板等体育用品。它们结实耐用, 重量轻便, 受到广大使用者的喜爱。
1.3 绳索、缆绳方面
超高分子量聚乙烯纤维与其他高性能纤维相比, 质量更轻, 密度只有0.97g/cm3, 可以漂浮在水上;而且化学稳定性好, 耐海水腐蚀, 有着良好的耐候性和抗紫外性, 耐低温性能好, 具有良好的耐磨耐弯曲性能, 且在低温度条件下也能保持良好的耐挠曲性能。所以, 由超高分子量聚乙烯纤维制成的绳索可广泛应用于各种绳索、缆绳、船帆和渔具, 适用于远洋船只和海洋工程等, 如超级油轮、海洋操作平台、灯塔等的固定锚绳, 具有广阔的市场应用前景。
1.4 渔业方面
用超高分子量聚乙烯纤维制作的渔网, 在网线强度相同的情况下, 其重量比用普通纤维制成的渔网轻至少40%, 能够极大地提高捕捞作业的劳动效率, 降低渔船能耗, 降低生产成本。超高分子量聚乙烯纤维制成的深海养殖网箱, 可以有效利用资源, 并且对于一些自然灾害也有很强的抵抗能力。2012年9月22日山东爱地高分子材料有限公司与东海水产研究所、大陈岛养殖有限公司共同合作开发的特力夫TM超大型深海养殖网箱项目在福建省福鼎市进行了安装下水, 并于2013年夏天成功经受住了强大的台风考验, 保障了渔民的利益。
1.5 航空航天方面
在航空航天工程领域, 由于超高分子量聚乙烯纤维质量轻、强度高以及防撞击性能好, 被应用于各种飞机的翼尖结构、飞船结构和浮标飞机等。另外, 超高分子量聚乙烯纤维也可用于制作飞机上悬吊重物的绳索、降落伞布、降落绳、航天飞机着陆的减速降落伞等。
1.6 薄壁耐压材料
超高分子量聚乙烯纤维具有高强高模的特性, 其分子结构中不含易与接触物质发生反应的羟基、芳香环等基团, 使得其具有高耐酸碱腐蚀性和良好的化学稳定性, 因此以其为原料制成的薄壁耐压容器, 能够用于储存多种气体或液体介质。
1.7 医学材料
超高分子量聚乙烯纤维具有良好的生物相容性和耐久性, 并具有很高的化学稳定性, 可以用来制作医用缝合线和人造器官, 而不会引起人体的过敏反应和生物排斥反应。
1.8 电缆、光缆加强材料
超高分子量聚乙烯纤维和芳纶纤维是目前国内光缆加强芯的首选材料, 与芳纶相比, 超高分子量聚乙烯纤维强度高、密度低、耐腐蚀、耐磨、柔软、耐弯曲, 性能更为优异。还可以用于制作医用手套和其他医疗用具。
1.9 其它领域
在工业上, UHMWPE纤维及其复合材料可用于制作传送带、过滤材料、汽车缓冲板凳等;建筑方面可以用于制作墙体、隔板结构等, 将其作为水泥的增强材料, 可以改善水泥的韧度, 提高其抗冲击性能。
2 生产现状及前景
超高分子量聚乙烯纤维性能优异, 具有巨大的应用潜力。近年来, 在国内外市场上超高分子量聚乙烯纤维及其复合材料受到了广泛的关注。随着我国超高分子量聚乙烯纤维生产规模的日益扩大和生产工艺的日益成熟, 它的生产成本和销售价格将会下降, 必然会推动其在国防、民用、医用等领域的发展, 应用面将越来越广, 市场需求也将稳定增长。
3 结语
超高分子量聚丙烯纤维 篇5
1 超高分子量聚乙烯纤维的结构及特点
超高分子量聚乙烯纤维突出优点是密度低, 约为0.97g/cm3, 比水的密度小, 能浮在水面上, 是目前最轻的纤维。同时, 超高分子量聚乙烯纤维由于本身的结构特性因而具有断裂强度高, 初始模量高, 断裂伸长率低的特点;超高分子量聚乙烯纤维一般是通过凝胶方法生产的, 经高倍拉伸后, 分子链在拉伸作用下沿拉伸方向有较高的取向度和结晶度, 分子链伸直情况好而且具有良好的柔性, 前者赋予了纤维优良的抗拉伸性能, 使之具备了良好的力学性能, 后者则赋予了纤维极强的耐挠曲性能, 并且在低温下能够仍然保持;而其化学结构“-C-C-”结构耐光性好, 无极性基团也不易与化学试剂起反应;因此, 超高分子量聚乙烯纤维有优秀的抗酸碱腐蚀性和耐光性。超高分子量聚乙烯纤维物理性能、化学性能都较好, 不易与生物体发生过敏还有良好的耐磨性, 与生物共存性。
2 超高分子量聚乙烯纤维在复合材料的应用
超高分子量聚乙烯纤维的复合材料主要有以下几类:
1) 自增强类。超高分子量聚乙烯纤维表面黏合性较低, 选择同一类型的聚乙烯树脂作为基体材料能够改善这一缺点, 自增强类超高分子量聚乙烯纤维复合材料即是以H D PE (高密度聚乙烯) 或LD PE (低密度聚乙烯) 为基体材料的增强复合材料, 同时该材料有利于回收再利用。
2) 填充型复合材料。为完善其综合性能在以往材料的基础上进行适当的材料 (例如:羟基硅灰石、水合氧化铝、碳酸钙、硅酸盐、硅藻土、碱式碳酸铝钠和高岭土等) 填充。该复合材料通过反作用力于载荷和阻止裂缝扩展从而提高了材料的延伸性, 并且能够降低成本。
3) 合金化和复合化材料。以聚丙烯和超高分子量聚乙烯的合金最为突出, 长链的聚丙烯分子与超高分子量聚乙烯分子构成一种共混网络, 合金在受到外力冲击时, 能够发生较大形变以吸收能量, 从而起到增韧的作用, 合金的网络结构越完整, 密度越大, 起到的增韧效果就越好。关于复合化材料, 它可与塑料、橡胶硫化形成合金来改善和提高综合性能。
3 超高分子量聚乙烯纤维在民用领域的价值
超高分子量聚乙烯纤维具有独特的优良性能, 在民用领域应用的范围较广, 主要有以下方面:
3.1 海洋缆绳
超高分子量聚乙烯纤维比重低, 可以漂浮在海水上;其化学稳定性好, 耐酸碱腐蚀性和耐光性都较好, 在海水中不会腐蚀、水解、光解;其强度高, 在自重下的断裂长度是钢绳的8倍, 是芳纶的2倍;具有良好的柔韧性, 并且在较低温度下也能保持良好的耐挠曲性能。基于以上优点, 超高分子量聚乙烯纤维制成的绳索可广泛应用于各种索具、缆绳, 特别适用于远洋船只和海洋工程方面应用, 具有广阔的市场应用前景。
3.2 薄壁耐压容器
超高分子量聚乙烯纤维具备质轻、高强度、高模量的性质, 并且抗化学腐蚀性能良好, 基于这些优点, 用超高分子量聚乙烯纤维的复合材料制成的高性能薄壁耐压容器的耐压性能系数比芳纶制品高出45%, 能够广泛的应用于气体或液体介质的存储、运输。如国内宁波的大成公司, 他们采用超高分子量聚乙烯纤维与碳纤维、玻璃纤维混合缠绕制成的压缩天然气 (C N G) 储气瓶, 在有效降低储气瓶重量的前提下, 能够大大提高储气瓶的抗冲击强度、能量吸收水平和耐疲劳性能, 延长储气瓶的使用寿命;据悉, 该公司采用了先进的设计思想和纤维缠绕技术研制的新型呼吸气瓶, 可供矿业、消防等部门使用, 也适合于潜水、登山等体育休闲活动, 同时也可作为家庭常备的保键产品使用;其产品质量达到国际同类产品水平, 具有较高的结构强度, 而且体积小、质量轻便, 便于携带;抗腐蚀、耐疲劳性能优异, 使用寿命长;容重比大、电绝缘防护, 安全可靠。
3.3 渔业
现阶段, 合成纤维已成为养殖网箱和渔网制作的最普遍的材料。超高分子量聚乙烯纤维密度低, 可以漂浮在海水上, 用超高分子量聚乙烯纤维制成的深海养殖网箱, 理论上可以制作得无限大, 能够有效的利用养殖空间、增加养殖密度, 其良好的机械性能又能够防止食肉鱼对经济鱼类的猎杀, 有效地控制养殖成本、降低养殖风险。超高分子量聚乙烯纤维是目前已知的比强度和比模量最大纤维, 在网线强度相同的条件下, 用超高分子量聚乙烯纤维制成的渔网重量仅为普通纤维渔网的60%, 能够极大地提高捕捞作业的劳动效率, 减少能耗。
3.4 体育用品
由于超高分子量聚乙烯纤维具有高比强度和比模量、良好的韧性和抗冲击性能等特点, 使用超高分子量聚乙烯纤维复合材料制成的运动器械, 结实耐用, 重量既轻且能创造好的比赛成绩。目前已经广泛应用于制造登山绳、赛艇、帆船、弓弦、网球拍、滑雪撬、滑雪服、冲浪板等体育用品。
3.5 建筑工程结构加固
与碳纤维、芳纶相比, 超高分子量聚乙烯纤维具有密度最小、强度最高、耐低温性好、耐酸碱腐蚀性好、耐候性好, 性价比更高的特点。与建筑钢材相比, 应用于房屋、隧道、桥梁等结构抗震加固补强方面具有明显优势, 同时, 该材料还具有施工速度快、干扰小、附加载荷小、应用时效长、质量易保证、综合造价低及加固后不改变结构外观和形状等优点。因此, 在土木建筑工程结构加固中, 采用这种复合材料比采用钢板以及其他传统的加固方法有非常明显的优势。
4 结语
超高分子量聚乙烯纤维也有一些缺点:熔点低、表面粘合性差等, 这直接影响了其应用范围。尤其在民用方面更为突出。以建筑工程结构加固为例, 采用超高分子量聚乙烯复合材料虽然优点较多, 但其不耐高温、不易与相邻构件锚固等劣势仍需要改进。因此, 进一步改进超高分子量聚乙烯纤维的缺点将会扩大其民用范围。
参考文献
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