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《超高分子量聚乙烯纤维的技术与市场发展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、超高分子量聚乙烯纤维的技术与市场发展第1期502011年3月纤维复合材料FIBERCoMPoSITESNlMar.,2011超高分子量聚乙烯纤维的技术与市场发展赵刚,赵莉,谢雄军(中国航天第三研究院,北京100074)摘要本文简要介绍了世界高性能纤维主要品种——超高分子量聚乙烯纤维的基本性能和主要应用领域,重点归纳了十几年来国内外相关企业的生产,技术和行业发展状况,综合分析了国内外超高分子量聚乙烯纤维及其复合材料市场的供需趋势,指出了该种纤维行业具有良好的产业发展优势与前景.关键词高性能纤维;超高分子量聚乙烯纤维(UHMW—PE
2、纤维,HS—HMPE纤维);复合材料市场UltraHighMolecularWeightPolyethyleneFiberMaterialTechnologyandMarketDevelopmentProspectZHAOGang,ZHAOLi,XIEXiongjun(TheThirdResearchAcademyofChinaAerospace,Beijing100074)ABSTRACTThissummarydescribeshighperformancefiber_一ultrahighmolecularweightpoly
3、ethylene(UHMW—PE)fiberintheword,anditsbasicperformanceandmainapplicationarea,focusrelatedenterpriseofproduction,technolo?gYandindustrydevelopmentstatus,analysisthemarketofthesupplyanddemandtrendsofthefiberanditscomposites,pointedoutthatthefiberindustryhasdevelopmenta
4、dvantageandbroadmarketprospect.KEYWORDSHi小performancefiber;UHMW—PEfiber(HS—HMPEfiber);Compositesmarket1国外超高分子量聚乙烯纤维技术的发展上世纪七十年代后期,以白色粉末状超高分子量聚乙烯为原料,采用全新的冻胶纺丝及超拉伸技术,制得了超高强高模的聚乙烯纤维(也称为超高分子量聚乙烯纤维,简称UHMW—PE纤维或HS—HMPE纤维),使得世界化学纤维和化学纤维工业开始了新的飞跃.超高分子量聚乙烯纤维具有优异的物理机械性能,成为继碳纤维
5、和芳纶纤维之后出现的第三代高性能纤维,它是目前已经工业化的纤维中强度最高的纤维.就强度而言,目前使用该种纤维制得的绳索可以吊起来的最大重量,是同样粗细钢丝绳吊起的最大重量的8倍.此外,超高分子量聚乙烯纤维的密度小于碳纤维和芳纶纤维,还具有特别优异的耐化学性和耐气候性,高能量吸收性,低导电性,拒水性,在长时间光照下仍能保持高强高模的特性.鉴于超高分子量聚乙烯纤维具有优异的力学性能和其它特种纤维无法比拟的特点,该纤维被称为继碳纤维和芳纶纤维之后又一种主要的高性能纤维,其生产简要工艺流程图见图1.图1UHMW—PE纤维生产简要工艺流程
6、1979年,荷兰DSM公司申请了该种纤维一些专利以后,立即引起了世界的广泛关注.随后美国的Allied联合信号公司(即现在的Honeywell公司)购买了该专利,经改进后水平进一步提高.到了九十年代中期,它们的生产规模都达到了1000吨/年.直到上世纪九十年代末以前,国际上只有荷兰DSM公司,美国Allied公司,日本东洋纺公司和三井公司等几家公司形成了专利技术,并已形成工业化规模的生产.随着超高分子量聚乙烯纤维生产的发展,纤维的品质在不断地提高,用途范围也在不断1期赵刚等:超高分子量聚乙烯纤维的技术与市场发展扩大.西方这几家公
7、司采用封锁技术,操纵价格等手段,相对垄断了超高分子量聚乙烯纤维国际销售市场,并在相当长时期内将此类产品列为"巴黎统筹协议"中禁止向社会主义国家出口的军事用品.荷兰的DSM公司最早将其所生产的超高分子量聚乙烯纤维产品命名为"高韧性高模量聚乙烯纤维".尽管该种纤维名称有所不同,但所使用的原料都是平均分子量在100万左右,甚至平均分子量在500万以上的线型聚乙烯颗粒.由于超高分子量聚乙烯分子链长,且相互高度缠结,结晶度在60%～85%,密度为0.92～0.94g/cm之间,熔体呈高弹态,粘度极高,几乎没有流动性,难以采用通常的熔融法纺
8、丝制造出高强度高模量的纤维.直到二十世纪七十年代,荷兰DSM公司以粉末状超高分子量聚乙烯采用"冻胶纺丝——超倍拉伸工艺"纺制出高韧性高模量聚乙烯纤维后,以超高分子量聚乙烯为原料实现高性能纤维的工业化生产才有了突破性进展.目前,荷兰的DSM公司,美国的Honeyw
