超高分子量聚乙烯纤维前景看好

正2014年1月,中石化高桥石化分公司、中国石化北京燕山分公司等单位一线员工用上了超高分子量聚乙烯纤维制作的防切割手套。这些手套具有耐磨损、抗切割等特点,使用寿命比普通手套长4~6倍。超高分子量聚乙烯纤维的应用正在渗入一线,其范围正在扩大。同时,我国超高分子量聚乙烯纤维的技术也在同步提升。2013年7月,由南京化学工业有限公司研究院、江苏仪征化纤股份有限公司、中国纺织科学研究院联合开发的超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)纤维干法凝胶纺丝工艺工业化成     

超高分子量聚乙烯纤维及其复合材料的研究现状

介绍了超高分子量聚乙烯纤维及其复合材料的发展、制备和应用,指出了今后超高分子量聚乙烯纤维及其复合材料的研究方向.     

超高分子量聚乙烯纤维的发展状况

介绍超高分子量聚乙烯纤维的结构性能,发展历程和现状.描述了纤维的生产工艺方法和用途,介绍了国内外主要生产厂商产品,以及国内外对超高分子量聚乙烯纤维的改性方法和应用.     

超高分子量聚乙烯薄膜吹塑技术

三井石油化学工业公司在世界上首次开发了超高分子量聚乙烯(UHMWPE)“Hiz-exmillion”的薄膜吹塑技术。UHMWPE的分子量为300～500万(普通聚乙烯分子量     

超高分子量聚乙烯纤维现状的研究

介绍超高分子量聚乙烯纤维的结构特点,性能及加工方法。描述了纤维在各领域的应用,介绍了国内外生产厂家对超高分子量聚乙烯的改性方法和应用。并指出其今后的发展。     

超高分子量聚乙烯纤维束低速拉伸下的应变率效应及其统计损伤本构关系

基于轴向拉伸实验研究超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纤维束低速下（包含准静态）应变率效应对其力学性能及破坏模式的影响，阐述了其弹-黏塑性特性和分子链断裂在纤维束变形过程中的贡献。在10-5～3.3×10-2s-1应变率范围内，对UHMWPE纤维束进行5种不同应变率工况的拉伸实验，得到了各工况下的力学性能参数及应力-应变曲线。结果表明，UHMWPE纤维束的拉伸强度和失效应变与应变率之间分别存在指数增长和指数衰减关系，随着应变率的提升，二者的应变率效应逐渐削弱。室温下，UHMWPE纤维束具有较为复杂的力学行为，呈现2种不同的损伤特性，分别为黏弹性主导的宏观整体性脆性断裂和黏塑性主导极具韧性且包含蠕变的塑性变形。基于实验结果并结合现有文献结论，推断UHMPWE纤维束发生脆-韧转变的临界应变率在10-5量级。最后，根据实验数据拟合了计及应变率且包含修正项的纤维束低速统计损伤本构方程，通过与实测值对比，验证了该方程的准确性。     

芳纶纤维和超高分子量聚乙烯纤维制备工程用纤维/水泥复合材料的适用性

研究了两种高强合成纤维在工程用纤维/水泥复合材料制备过程中的适用性,其中,芳纶纤维的表面为亲水性,超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纤维的表面为憎水性。研究结果表明:工程用芳纶纤维/水泥复合材料拉伸破坏过程中无应变硬化能力且表现为单裂纹破坏现象;工程用UHMWPE纤维/水泥复合材料拉伸破坏过程中表现出良好的应变硬化能力和多裂纹开裂特性。因此,两种纤维相比,UHMWPE纤维适宜于工程用纤维/水泥复合材料的制备。随着水胶比的降低,工程用UHMWPE纤维/水泥复合材料抗拉强度增大,但应变硬化能力降低,因此,在制备工程用UHMWPE纤维/水泥复合材料的过程中,应协调纤维抗拉强度和基体与纤维之间界面过渡区的品质。      

三维编织超高分子量聚乙烯纤维/碳纤维/环氧树脂混杂复合材料力学行为及混杂效应

采用复合处理工艺对三维混杂超高分子量聚乙烯纤维/碳纤维编织体进行表面处理, 通过RTM工艺制备了环氧树脂基混杂复合材料（UHMWPE/CF/ER）, 并研究了其力学性能及混杂效应。结果表明, 在纤维总体积分数一定的情况下, 随着超高分子量聚乙烯纤维/碳纤维混杂比的减小, 复合材料的弯曲强度、 弯曲模量及压缩强度增大, 而其纵向剪切强度及冲击韧性降低。三维编织混杂复合材料的断裂机制由混杂纤维的混杂比及其性质决定, 通过调节混杂比可实现对复合材料力学性能的有效调控。      

超高分子量聚乙烯纤维的发展与应用现状浅析

在总结阐述超高分子量聚乙烯纤维概念、用途的基础上,分析其在国内外不同国家的发展与应用现状,并重点阐释其在我国的产生、发展历程及取得的巨大成果;对世人了解我国超高分子量聚乙烯纤维发展状况,具有重要的释疑意义。     

高性能纤维及其增强热塑性工程塑料的发展

本文首先叙述了一些主要的高性能纤维，如碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维、混杂纤维、氧化铝纤维、碳化硅纤维、硼纤维、氮化硅纤维等的基本性能和制备方法；进而叙述了这些高性能纤维增强的热塑性工程塑料（ＰＡ、ＰＯＭ、ＰＥＴ、ＰＢＴ、ＰＰＳ、ＰＰＯ、ＰＳＦ、ＰＥＥＫ 等） 性能；并提出了对我国发展高性能纤维及其增强热塑性工程塑料的几点看法。     

玄武岩纤维：高性能纤维后起之秀

高技术产业、先进制造业的发展壮大催生了一大批高性能纤维产业的崛起,玄武岩纤维产业就是其中之一。玄武岩连续纤维诞生于20世纪90年代,是以火山喷发形成的玄武岩为原料,在1450～1500℃的高温下熔融后,通过铂铑合金拉丝漏板高速拉制而成的连续纤维。与大家熟知的碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯纤     

电晕处理对超高分子量聚乙烯纤维表面性能的影响

对超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纤维表面进行了电晕处理,用XPS,FT-IR和SEM研究了处理前后纤维表面化学结构及物理结构的变化,通过单丝拔出试验和短梁剪切试验评价了UHMWPE纤维与树脂基体的微宏观界面粘接性能,结果表明：经电晕处理后,UHMWPE纤维表面含氧量增多,含氧基团数量与种类增加,表面浸润性得到改善,纤维与基体的界面粘结强度（Ts）提高幅度可达535％,短梁剪切强度TNOL提高了40％以上．     

高性能纤维增强树脂基复合材料的研究进展

高性能纤维增强树脂基复合材料在航空、航天等领域应用广泛,本文论述了高性能纤维如碳纤维(CF)、超高分子量聚乙烯纤维(UHMWPE)、芳纶纤维、PBO纤维的表面改性方法、改性效果的表征手段及改性纤维增强树脂基复合材料的研究进展和方向。     

超高分子量聚乙烯纤维表面改性及其界面性能研究进展

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维因具有高化学稳定性,高机械性能和低成本等优点而成为理想增强材料之一。然而,规整的非极性分子链结构致使UHMWPE纤维结晶度高、与树脂基体之间几乎无化学键合,本文因而与树脂的粘合性差。为此已经进行了许多纤维表面处理的工作,如紫外辐射、等离子体处理、聚合物涂层等。主要从湿法化学改性和干法化学改性这两方面入手,总结归纳了目前超高分子量聚乙烯纤维的界面改性研究现状,从物理和化学两个方面揭示界面增强机理以及界面性能与复合材料力学性能的关系,为超高分子量聚乙烯纤维的界面结构设计和改性提供科学理论依据和技术指导。     

不同结构UHMWPE纤维纬编针织复合材料压缩性能

针对高性能超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纤维的特性,成功编织出纬平针、罗纹、畦编3种针织物。采用真空辅助树脂传递模塑成型（VARTM）技术,分别制备出6层纬平针、6层罗纹以及6层畦编织物复合材料板。对3种结构复合材料进行压缩试验,并比较分析了比压缩强度-应变曲线、比压缩能量-应变曲线、比压缩能量-应变拟合曲线,分析了压缩过程中的能量吸收情况及材料的破坏形式。结果表明:纬平针结构复合材料的比压缩强度和比压缩能量均最大,其次是罗纹,畦编最小;且3种结构复合材料的压缩破坏过程均不属于脆性破坏;由于材料表现出较好的柔韧性,试样的比压缩能量与压缩应变呈线性相关;相同结构复合材料纵、横向比压缩强度-应变曲线和比压缩能量-应变曲线几乎重合。基体沿增强结构呈分层现象的破坏和树脂的塑性变形是材料的主要破坏形式。      

UHMW-PE纤维/环氧树脂界面破坏机理

高分子量聚乙烯(UHMW-PE)纤维经过低温氧等离子体处理后,与环氧树脂的界面粘结性能明显改善。本文通过单纤维拔出实验、SEM、表面能以及界面裂纹能计算等方法研究了界面破坏形式及机理。随着等离子体处理时间的增加,裂纹扩展区域发生了相应变化,即从聚乙烯与树脂的界面逐渐移向纤维内部,导致了相应厚度的纤维表面层被剥落。剥落厚度还与纤维拉伸比有关。     

植物纤维基包装材料中纤维悬浮体流变行为研究

目的 采用可再生的植物纤维机械搅拌制备植物纤维悬浮体系,探究纤维悬浮液的流变性影响因素和体系中纤维的分散与取向,为后续工业化产品的加工和运输设计奠定基础。方法 利用旋转流变仪测试纤维质量分数、长径比（纤维长度）、温度和水溶性高分子等各个因素对体系流变性能的影响。结果 纤维悬浮体系为非牛顿流体,表现剪切变稀现象。溶液的黏度随温度的变化经线性拟合符合Arrhenius方程。纤维质量分数、长径比（纤维长度）的提高均会增加体系表观黏度,促进纤维的分散及网络结构形成,而温度的提高,黏度会呈指数形式减小。加入水溶性高分子PVA和聚丙烯酰胺分散剂均会提高体系黏度,有助于纤维的分散;PVA醇解度越高,亲水基团越多,易与纤维产生更多氢键作用,形成纤维网络结构,有助于后续发泡结构控制,醇解度过高则易凝胶化。阳离子型CPAM有助于改善纤维表面负电荷,破坏纤维静电吸附,使得纤维分散更均匀。结论 纤维质量分数、长径比（纤维长度）、体系温度等因素会影响纤维悬浮液流变特性,水溶性PVA和分散剂聚丙烯酰胺的加入有助于纤维的分散,对工业化纤维浆料配比加工具有参考意义,同时体系的黏流特性有利于生产线浆料输送系统的设备设计...     

超高分子量聚乙烯纤维的低温等离子处理

研究了超高分子量聚乙烯纤维的低温等离子表面处理。经低温等离子处理,超高分子量聚乙烯纤维对乙二醇的浸润性提高,接触角降低,纤维表面产生了活性自由基,纤维对亚甲基蓝的吸附性增强。等离子处理使纤维含氧量增加,表面产生沟槽,比表面积增大,纤维/环氧复合材料的层间剪切强度提高3倍以上。     

浆体流变性能对超高延性水泥基材料性能的影响

浆体的流变性能是影响纤维在水泥基材料中分散性的关键因素，是采用聚乙烯（PE）纤维制备超高延性水泥基材料（Ultra-high ductility cementitious composites, UHDCC）的重要指标。本工作通过调整水胶比和外加剂的掺量调控浆体的流变性能，研究浆体的屈服应力和塑性黏度对UHDCC流动性、拉伸、抗压和断裂性能的影响。结果表明：调整水胶比和外加剂可以调控UHDCC浆体的流变特性，其流变行为符合假塑性流体。浆体塑性黏度在1.91～6.00 Pa·s范围内的UHDCC呈现不同程度的拉伸应变硬化行为；塑性黏度的最佳范围为3.06～4.60 Pa·s，此时纤维在基体中分散更加均匀，因此UHDCC具备更加优异的拉伸性能和断裂韧度，其拉伸应变可以超过10%。     

醋酸羟丙基甲基纤维素琥珀酸酯溶液的高压静电场纺丝

研究了醋酸羟丙基甲基纤维素琥珀酸酯(HPMCAS)溶液高压静电场纺丝过程中高聚物分子量、溶液浓度、静电场强度对成纤性和纤维直径的影响,制备出直径范围为0.43μm～1.0μm的纤维。当溶剂、溶液浓度及静电场强度一定时,重均分子量-Mw分别为2.6万、4.8万和7.2万,HPMCAS溶液中只有7.2万者能纺丝得到光滑纤维。在静电场强度、溶剂组成一定条件下,HPMCAS可纺丝浓度范围为8%～15%(质量分数,下同),且随着纺丝溶液浓度的增大,所得纤维的平均直径逐渐增大。当其它条件保持一定时,随着纺丝电压的增大,所得纤维的平均直径呈下降的趋势,所得纤维结晶度略微增大。