高強(qiáng)高模聚乙烯纖維的發(fā)展與應(yīng)用

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1、高強(qiáng)高模聚乙烯纖維的發(fā)展與應(yīng)用時間：2007-11-3008:46:56來源：本網(wǎng)【關(guān)閉】【正文】　　20世紀(jì)70年代以來，尤其是近十年以來，國內(nèi)外關(guān)注新型化纖材料的研發(fā)，主要集中在“三高”上，即高性能、高感性、高功能纖維。高性能纖維指強(qiáng)度大于17.8cN/dtex（20g/d）、模量在445cN/dtex（500g/d）以上的特種纖維?！　「咝阅芾w維分有機(jī)纖維和無機(jī)纖維兩種，有機(jī)纖維主要有對位芳綸（聚對苯二甲酰對苯二胺，芳綸1414，商品名Kevlar），間位芳綸（聚間苯二甲酰間苯二胺，芳綸1313，商品名Nomex）；超高分子量

2、的高強(qiáng)高模量聚乙烯；聚苯并雙惡唑（PBO）高強(qiáng)高模量聚乙烯醇等。無機(jī)纖維主要是碳纖維?！　?、繼碳纖維、芳綸之后的第三代高性能纖維　　高強(qiáng)高模聚乙烯纖維即超高分子量聚乙烯纖維（UHMWPE），是以超高分子量聚乙烯為原料，將其溶解于一種特殊的溶劑中，再由噴絲孔噴出成絲。在溶解的過程中，原先相互纏繞呈無序排列的大分子逐漸被解纏，并保持到凍膠原絲中。在隨后的纖維拉伸過程中，聚乙烯高分子達(dá)到了極高的取向度和結(jié)晶度，從而賦予纖維以高強(qiáng)力和高模量。國際上關(guān)于高強(qiáng)高模聚乙烯纖維的基礎(chǔ)理論早在上世紀(jì)30年代就已提出，然而幾乎經(jīng)歷了近半個世紀(jì)才發(fā)明這

3、種纖維及凝膠紡絲法的生產(chǎn)工藝，被稱為化學(xué)纖維的第二次飛躍，是柔性鏈高分子成為高強(qiáng)纖維的典型例子?！　HMWPE的比重是所有高性能纖維中最小的（小于1），是唯一能夠浮在水面上的高性能纖維，還由于分子量極高，主鏈結(jié)合好，取向度、結(jié)晶度高而具有最高的比強(qiáng)度（強(qiáng)度與重量之比），即相同重量下的強(qiáng)度是鋼絲繩的15倍，比芳綸高40%，是普通化學(xué)纖維的10倍；其模量為1000-l100g/d，僅次于特級碳纖維而優(yōu)于芳綸；該纖維不僅斷裂伸長低、斷裂功大，具有很強(qiáng)的吸收能量的能力，故具有突出的抗沖擊和抗切割韌性；而且該纖維不含易與化學(xué)藥劑反應(yīng)的化學(xué)基

4、團(tuán)，能抗紫外線和耐各種化學(xué)腐蝕。如此突出的性能使其成為碳纖維、芳綸之后的第三代高性能特種纖維?！　?、國家鼓勵發(fā)展的特種纖維品種之一　　因?yàn)閲饧夹g(shù)的壟斷及國內(nèi)研發(fā)水平的落后，國內(nèi)高強(qiáng)PE纖維經(jīng)過多年的發(fā)展雖然已經(jīng)具備了初步的市場競爭力，但產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程相當(dāng)慢，為此，化纖行業(yè)協(xié)會已經(jīng)將超過分子量聚乙烯纖維和碳纖維、芳綸、PBO、光導(dǎo)纖維等高技術(shù)纖維生產(chǎn)技術(shù)列入國家鼓勵引進(jìn)技術(shù)目錄，并列為化纖行業(yè)“十一五”期間的發(fā)展重點(diǎn)。包括高強(qiáng)PE在內(nèi)的特種纖維將面臨非常好的發(fā)展環(huán)境和政策支持?！　?、國內(nèi)外生產(chǎn)狀況　　從1979年荷蘭DSM公司申請第

5、一份有關(guān)高強(qiáng)高模聚乙烯纖維的專利到現(xiàn)在不到30年，加之主要公司的專利壟斷和技術(shù)限制，該纖維的發(fā)展才剛剛起步，目前世界上擁有獨(dú)立自主產(chǎn)權(quán)并能夠工業(yè)化生產(chǎn)UHMWPE纖維的國家及企業(yè)只有荷蘭DSM公司（商品名Dyneema）、美國Honeywell公司（商品名Spectra）、日本的東洋紡（DSM的合資企業(yè)）和中國的寧波大成（商品名“強(qiáng)綸”）、中紡?fù)顿Y（商品名“孚泰”）及湖南中泰。目前全世界產(chǎn)量僅8000噸，中國的產(chǎn)量約1000余噸。今年將有DSM、中紡?fù)顿Y等公司的擴(kuò)產(chǎn)，預(yù)計全球UHMWPE產(chǎn)能將超過10000噸?！　。?）國外生產(chǎn)狀況

6、　　荷蘭國有能源化學(xué)公司（DutchStateMines，DSM）是荷蘭三大化工公司之一，其于1979年發(fā)表第一份關(guān)于高強(qiáng)高模聚乙烯纖維的專利，之后在荷蘭Heerlen地區(qū)建成5套紡紗生產(chǎn)線和一套UD（單取向高強(qiáng)高模聚乙烯纖維預(yù)浸材料，為彈道用片材）生產(chǎn)線，成為首家將該種纖維工業(yè)化生產(chǎn)企業(yè)。2004年5月份，該公司在因反恐而需求旺盛的美國北卡羅來納州Greenvill新建的一條Dyneema紗生產(chǎn)線、兩條UD生產(chǎn)線投產(chǎn)，使其Dyneema生產(chǎn)能力擴(kuò)大40%到4500噸／年、DyneemaUD材料的生產(chǎn)能力翻一番達(dá)到2000噸／年。今

7、年1月份，DSM宣布第三次擴(kuò)產(chǎn)計劃，以數(shù)千萬美元的投資擴(kuò)大美國北卡的Dyneema生產(chǎn)能力并于年內(nèi)投產(chǎn)。新計劃完成后，將使纖維生產(chǎn)線總數(shù)達(dá)到9條，在全球Dyneema纖維生產(chǎn)量將提高約18%，達(dá)到4700噸／年，單向（UD）防彈板的生產(chǎn)量將提高25%，達(dá)到2500噸／年?！　∶绹鳫oneywell（霍尼威爾）是一家全球年銷售額260億美元、在技術(shù)和制造方面占世界領(lǐng)先地位的多元化跨國公司，是世界五百強(qiáng)企業(yè)之一?；裟犴f爾特殊材料集團(tuán)就是其下屬的年銷售額40億美元的戰(zhàn)略業(yè)務(wù)集團(tuán)，為全球客戶提供高性能專業(yè)材料，公司于20世紀(jì)80年代中期開發(fā)

8、成功高強(qiáng)高模聚乙烯纖維，商品名Specra，其市場售價稍高于杜邦公司Kevlar產(chǎn)品。2001年以后，該公司也不斷的擴(kuò)產(chǎn)，目前的Specra產(chǎn)能在3000噸左右?！　。?）國內(nèi)生產(chǎn)狀況　　寧波大成新材料股份公司前身是寧波大成化纖集團(tuán)公