高强PE纤维应用 .pdf

高强PE纤维应用（高分子聚乙烯）

超高强度、超高分子量聚乙烯纤维（

Ultra-HighMolecularWeightPolyethylene

Fiber，简称UHMWPE）是继碳纤维、芳纶纤维之后的第三代高强高模高

科技特种纤维。

超高强度聚乙烯纤维在水中的自由断裂长度为无限长，在粗细相

同的情况下，它所能承受的最大质量是钢丝绳的8倍，是继碳纤维、

芳纶纤维之后的第三代超高强度纤维，在军事工业和航天航空领域均

有不可替代的作用。它最重要的功能是防弹、防刺，用其做成的防弹

衣质量比传统的防弹衣要轻得多，而且强度高。这种聚乙烯纤维的强

度比钢高15倍；若按质量计其强度比芳纶高40％，可称之为当今世

界上强度最高的聚乙烯纤维。

在三大特种纤维中，超高强度、超高分子量聚乙烯纤维质量最轻，

化学稳定性好，耐磨耐弯曲性能、张力疲劳性能和抗切割性能最强，

是用于航空航天、防弹防刺等国防领域和汽车制造、运动器材、劳动

防护用品等民用领域的理想材料。该纤维是世界范围内的稀缺物资，

生产技术难度极大，目前国际上只有荷兰、美国、日本的三家公司能

够工业化生产，世界年总产能仅1万吨左右，国内年产能仅2000吨，

且装置规模都很小。在未来10年，世界UHMWPEF的年需求量将达

到20万吨以上，市场潜力巨大。

由于超高分子量聚乙烯纤维具有众多的优异特性，它在高性能纤

维市场上，包括从海上油田的系泊绳到高性能轻质复合材料方面均显

示出极大的优势，在现代化战争和航空、航天、海域防御装备等领域

发挥着举足轻重的作用。

1、国防军需装备方面

由于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、盾牌等，其中以在防弹衣中的应用最为引人

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优，

UHMWPE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。

2、航空航天方面的应用

在航天工程中，由于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。

3、民用方面

(1)绳索、缆绳方面的应用：用该纤维制成的绳索、缆绳、船帆和

渔具适用于海洋工程，是该纤维的最初用途。普遍用于负力绳索、重

载绳索、救捞绳、拖拽绳、帆船索和钓鱼线等。该纤维制成的绳索，

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。

(2)体育器材用品：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，其性能较

传统材料为好。

(3)用作生物材料：该纤维增强复合材料用于牙托材料、医用移

植物和整形缝合等方面，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。

(4)工业上，该纤维及其复合材料可用作耐压容器、传迭带、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。

超高分子量聚乙烯纤维目前属世界范围内的稀缺物资，世界年需

求量约5万吨，其中美国占70%。但目前全世界产量不足10000吨，

缺口很大。据国内外专家预测，未来10年内每年超高分子量聚乙烯

纤维的市场年需求量将在10万吨以上。

特殊性能

1、高比强度，高比模量。比强度是同等截面钢丝的十多倍，比

模量仅次于特级碳纤维。