高强高模聚乙烯纤维发展概况与应用前景

高强高模聚乙烯纤维与碳纤维、芳纶并称当今世界三大高科技纤维,被广泛应用于国防、安全防护、航空航天、航海、兵器、造船等诸多领域,成为目前发展最快的高性能纤维.本文简要介绍高强高模聚乙烯纤维的物化性能、制造工艺、国内外生产概况、应用领域、市场前景等方面的一些情况,并对今后国内高强高模聚乙烯纤维产业的发展提出建议.     

国内外超高分子量聚乙烯发展现状

超高分子量聚乙烯（也称高强高模聚乙烯,缩写为UHMW-PE）是新型热塑性工程塑料,分子结构和普通聚乙烯相同,黏均分子量达150万～1000万（普通聚乙烯的黏均分子量在4万～12万）。UHMW—PE纤维是目前世界上比强度和比模量最高的纤维,是继碳纤维、芳纶纤维之后出现的第3代高性能纤维。     

我国高性能纤维研发获得突破性进展

据媒体报道,日前,在上海开幕的2008中国国际工业博览会上,东华大学参展的拳头产品为高性能纤维。包括航天级高级粘胶基碳纤维、高强高模聚乙烯纤维、高性能塑钢纤维等实物产品悉数亮相,引来观者无数。     

大规模高强度聚乙烯纤维在上海投产

从上海斯瑞聚合体科技有限公司获悉，该公司位于上海桃浦新杨工业园区的高强高模超高分子量聚乙烯纤维及其复合材料产业化基地正式投产运营。     

聚焦热点 展望未来——高性能纤维及复合材料国际论坛侧记

<正>高性能纤维主要包括碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维等。高性能纤维复合材料是以高性能纤维作为增强材料,树脂作为基体,通过加工成型得到的复合材料,具有质轻、高强高模、抗疲劳、耐腐蚀、可设计性强、易加工成型等优异性能。近年来随着高性能纤维及复合材料在各个领域的扩大应用,相关产业在全球范围内得到了加速发展。     

高强高模聚乙烯纤维力学性能的应变率和温度效应

利用MTS810材料试验机、旋转盘式杆-杆型冲击拉伸装置和温度控制箱,在温度20℃~110℃、应变率为0.001/s~700/s范围内,对高强高模聚乙烯纤维束进行了准静态和高应变率冲击拉伸实验,得到了不同温度、不同应变率时纤维束的应力-应变曲线。结果表明:高强高模聚乙烯纤维束的初始弹性模量具有应变率和温度相关的特性,随应变率提高而增加,随温度提高而下降;在常温下,破坏应力从准静态到动态,具有明显的应变率相关性,随应变率提高而增加,但在20℃~110℃范围内、高应变率下,对应变率变化不敏感;失稳应变也具有应变率和温度相关的特性,随应变率提高而减小,随温度提高而增大。在高应变率下,断裂应变能密度主要由初始弹性模量和失稳应变共同决定,受温度效应和应变率效应的综合影响。     

保持平稳增长的有机高性能纤维（上）

文章介绍了4大类高性能纤维共27个品种的近况。供制订我国“十二五”高性能纤维研发和生产规划时参阅。本刊将分2期来介绍保持平稳增长的有机高性能纤维，本期介绍高强高模纤维和耐热纤维的发展及近况。     

保持平稳增长的有机高性能纤维（下）

文章介绍了4大类高性能纤维共27个品种的近况，可供制订我国“十二五”高性能纤维研发和生产规划时参阅。本刊分2期来介绍保持平稳增长的有机高性能奸维，上期介绍了高强高模纤维和耐热纤维，本期介绍抗燃纤维和耐强腐蚀性纤维的发展及近况。     

包装信息

包装信息我国造纸工业水平亟待握高【本刊讯】据中国轻工总会提供的资料表明，改革开放十几年来，我国造纸工业发展迅速，目前我国已有造纸企业５６００家，能产纸６００多种，年产量１８２０万吨，跃为世界第三纸生产大国。然而，与发达国家相比，我国纸张年产量虽高，但...     

高强高模聚酰亚胺纤维/环氧树脂复合材料力学性能与破坏机制

以高强高模聚酰亚胺（PI）纤维为增强体,以航空级环氧树脂（EP）为基体,通过热熔法制备预浸料并采用热压罐成型技术制备了PI/EP复合材料层合板,对其力学性能和破坏形貌进行了分析。结果表明:高强高模PI纤维与EP具有良好的界面结合力,PI/EP复合材料的层间剪切强度为65.2 MPa,面内剪切强度为68.6 MPa;良好的界面结合状态能充分发挥PI纤维优异的力学性能,PI/EP复合材料的纵向拉伸强度达1 835 MPa,弯曲强度为834 MPa;PI/EP复合材料纵向拉伸破坏模式为散丝爆炸破坏,同时由于高强高模PI纤维还具有优异的韧性和较高的断裂伸长率,PI/EP复合材料从受力到失效断裂的时间较长;PI/EP复合材料纵向压缩破坏模式为45°折曲带破坏。高强高模PI/EP复合材料为航空航天先进复合材料增加了一个全新的选材方案。      

2008年世界高性能纤维的回顾

2008年世界高性能纤维保持高速增长的势头,但金融危机后需求量有所下降.文中介绍了碳纤维、芳酰胺纤维、高强聚乙烯纤维、玄武岩纤维、PBO纤维、PPS纤维产能扩大、新品种、新工艺和新用途的开发情况.在我国上述纤维均取得了重要的进展,纷纷迈向产业化,同时市场竞争开始加剧.     

大成高强聚乙烯纤维的产业化及其复合材料研究

介绍了大成高强聚乙烯(UHMWPE)纤维性能及特点,以大成高强聚乙烯纤维为增强材料研制开发的各种性能优异的复合材料,在单兵弹道防护装备、航空航天、火箭、战斗机、舰艇、风力发电、高压气瓶、建筑工程结构加固等领域开拓更多的应用情况。     

新型低成本三维复合材料引发世界多个产业新变革

<正>碳纤维、芳纶、聚乙烯、玻纤等高强纤维及其复合材料制品作为中国战略性新兴产业的一部分,具有质量轻、强度高、耐腐蚀和隐蔽性独特等优点。复合材料被广泛地应用于风能、航空航天、汽车、轨道交通、建筑、兵器、装     

聚乙烯自增强复合材料的制备及力学性能

采用超高模聚乙烯纤维分别增强高密度聚乙烯和低密度聚乙烯基体，在不同的工艺条件下制备样品，对样品进行纵横向拉伸和剪切性能的测试，探讨聚乙烯自增强复合材料界面性能。     

高强高模聚酰亚胺纤维的空间环境适应性研究及在航天领域的应用前景分析

高强高模聚酰亚胺(PI)纤维是近年来出现的一种新型高性能有机纤维,具有优异的力学性能、耐高低温性能、低介电、高绝缘、高阻燃、耐辐照等综合性能,在航天、航空、安全防护、核工业等领域具有广阔的应用前景。本工作着重针对高强高模PI纤维在航天领域中的应用需求,特别是在空间环境中的应用特点,分析了其在极端温度、交变温度、粒子辐照、高真空以及长期负载等环境下的性能表现,初步考核了其空间环境适应性,以期为其相关应用提供设计依据。研究结果显示,高强高模PI纤维表现出优异的力学性能、耐高低温、耐粒子辐照、抗蠕变等综合性能,在350℃条件下其拉伸强度和拉伸模量仍分别可达到1.55 GPa和27.74 GPa,经1.0×10⁸rad(Si)剂量粒子辐照后,拉伸性能保持率高于98%。此外,本工作还结合PI纤维的综合性能表现对其在航天领域的应用前景进行了展望。     

依托丰富的非矿资源,签约8个项目,总投资超20亿元

正3月5日,常德市新材料临澧产业园举行揭牌仪式。现场8个项目集中签约,总投资超20亿元。近年来,临澧县依托丰富的非金属矿产资源,依靠科技创新,形成了以纤维新材料、建筑新材料、环保新材料、结构新材料等为主的新材料产业。2017年,全县已有9家新材料规模企业,产值超过25亿元,入库税金达3135万元。新材料产业园成立后,将重点围绕石膏、石灰石、膨润土、硅砂等优势矿产资源进行合理开发利用,发展高强高模聚乙烯、碳纤维、高分子尼龙纤维等高性能纤维产业,实施高新材料     

电化学氧化对高强高模碳纤维表面结构及力学性能的影响

利用循环伏安多重扫描法分析了不同电解质的氧化能力及其氧化特点,讨论了在表面氧化处理中不同电解液体系对高模高强碳纤维力学性能的影响,提出了适合高强高模碳纤维表面处理的工艺条件,并通过Raman光谱、XPS与SEM的表征,研究了电化学氧化对高强高模碳纤维表面结构及力学性能的影响。研究结果表明,与NH₄H₂PO₄溶液相比,用NH₄H₂PO₄与CH₃COONH₄复合的电解质溶液对碳纤维进行表面处理,能大幅度提高纤维表面含氧官能团,而且纤维表面sp²杂化碳原子相对含量也较多,在提高了碳纤维/环氧树脂复合材料层间剪切强度(ILSS)的同时,还较好地保持了高强高模碳纤维本体力学性能。当CH₃COONH₄与NH₄H₂PO₄的物质的量之比为2:1时,碳纤维/环氧树脂复合材料的ILSS与未处理纤维相比提高了168%,而碳纤维拉伸强度却下降很小,此复合电解质溶液是一种较为理想的对高强高模碳纤维进行表面改性的电解质体系。     

水溶性热塑性聚酰亚胺上浆剂对国产高强高模碳纤维复合材料界面性能的影响

以双酚A型二醚二酐(BPADA)、间苯二胺和1,3-二(4′-氨基苯氧基)苯(TPE-R)为原料合成了水溶性热塑性聚酰亚胺上浆剂，对国产高强高模碳纤维(HMCF)表面进行上浆处理并制备成复合材料。研究了不同单体摩尔比对上浆剂特性以及上浆处理后纤维表面结构性能的影响，进一步分析了热塑性上浆剂对国产高强高模碳纤维增强热塑性聚醚酮酮(PEKK)树脂基复合材料界面性能的影响。结果表明，当BPADA与TPE-R的单体摩尔比为1∶1时，合成得到的热塑性上浆剂不仅分子量分布均匀，而且具有优异的热稳定性，如温度554℃其热失重仅为5%。上浆处理后，高强高模碳纤维表面O/C由0.08增至0.18,提高了125%;上浆后纤维强度略有增高，模量几乎无变化；上浆处理后对复合材料界面性能改善明显，HMCF/PEKK复合材料层间剪切强度由处理前38.5 MPa提升至最高59.4 MPa,增幅高达54.3%。     

聚烯烃中空纤维膜在熔纺过程中的数值模拟分析

通过数学模型对微孔聚乙烯中空纤维膜原纤的垂直向上纺丝过程进行数值模拟分析,研究了喷丝孔外径（口模尺寸）的选择及给定纺丝机挤出速度和给定喷丝头拉伸比时提高卷绕速度对原纤的影响．结果表明：选用较大口径的喷丝口模对拉伸法聚乙烯微孔中空纤维原纤的纺制是有益的;卷绕速度不推荐过高的操作方案,应有所抑制．     

高强高模合成纤维的技术进展

前言新材料产业正以10%以上的年增长率发展,其中就包括高强高模的合成纤维及其复合材料。据预测,到21世纪初新材料的市场规模将增加20倍,达到十亿日元左右,那时新材料将迎来普及的阶段~〔1〕。正是由于认识到高强高模纤维及其复合材料等新材料是“未来的收益源”,因此国外许多公司,特别是目前正处于低经济成长