相对超高分子质量聚乙烯纤维

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1、相对超高分子质量聚乙烯纤维UHMWPEFIBER，HSHMPEFIBER«高技术纤维»第三讲(一)超高分子量聚乙烯原料的结构性能(二)冻胶纺丝原理(三)超高分子量聚乙烯纤维的制备冻胶纺丝的技术路线、加工技术及原理1）原料的选择2）均质溶液的制备3）初生冻胶原丝的形成4）冻胶原丝的萃取5）萃取冻胶丝的干燥处理6）干冻胶丝条的超倍热拉伸（四）超高分子量聚乙烯纤维的后加工（五）超高分子量聚乙烯纤维的改性及新进展高强高模高分子纤维的概念科学家和工程技术人员一直想制备出合成高强高模纤维。这种纤维的分子量要足够大，分子链应该是紧密堆砌，并且严格沿纤维方向完美排列H.

2、Staudinger,inDieHochmolekularenOrganischenVerbindungen,Springer-Verlag,Berlin,1932,pp111.FiberAxis而这种结构模型只有在二种极端情况下才能实现，即非常刚性的分子和柔性的分子。刚性分子不易折叠，分子会自然充分伸展，加工过程中沿作用力方向择优取向，形成平行链，特别是如果分子间作用力很强,形成液晶单元；另一个极端是非极性的柔性链高分子，由于分子间作用力非常小，容易伸展并取向,如聚乙烯。然而，实际的发展是非常缓慢的。70年代和80年代初，杜邦和帝斯曼公司才商业化开发

3、出芳香族聚酰胺和超高分子量聚乙烯纤维。纤维强度的发展历史纤维模量的发展历史室温下几种材料的杨氏模量材料杨氏模量(GPa)橡胶<0.1无定型热塑体,T

4、GPaPE0.193320.77(2.4%)3628.64(22%)PA0.192320.81(2.5%)1425.05(3.6%)PVA0.228270.81(3.0%)25528.32(11%)PET0.217280.81(2.9%)12519.55(16%)PP0.348180.77(4.3%)349.65(28%)PAN0.304200.43(2.2%)1868.78(39%)PPTA0.202302.90(10.0%)183132(70%)PBO0.194595.50(9.0%)473350(80%)HSHMPE0.193323.1(9.7%)

5、362240(70%)超高分子量聚乙烯纤维发展用高分子量聚乙烯制备高强纤维的想法诞生于70年代。英国Leeds大学I.M.Ward教授于70年代初期首先用熔融纺丝法得到了聚乙烯纤维（18.0cN/dtex）。并将此法转让给了美国Celanese公司及意大利的Snia纤维公司。1989年之后，这两个公司分别推出了Certran和Tenfor两种商标的纤维。20世纪70年代末，R.S.Potter报道了固态挤出高分子量聚乙烯，1986年日本石油公司（现三菱石油公司）开展了有关SSE的研究，1994年在日本建立了一个中试生产厂生产销售SSE纤维MiliteTM

6、，1999年将专利技术授权给美国的SyntheticIndustries，商品名为TensylonTM,年生产能力为80-100吨。产品主要用于绳索、缆绳、捕鱼线、防割手套、增强土工建筑材料、天线屏蔽器如雷达罩等。当时制得的聚乙烯纤维物性远不如今天的超高分子量聚乙烯纤维，其主要原因有:一，所使用聚乙烯的分子量太低，末端基较多，形成较多的缺陷；二，没有充分拉伸，没有形成伸直链结晶。以后又出现了如结晶生长法、高倍热拉伸法、区域拉伸法、单晶片高倍热拉伸，增塑熔融拉伸法等来制备高强高模高分子纤维。真正制得高强纤维，在技术上取得重大突破的是冻胶纺丝法（增塑纺丝法？

7、）(1)1975年起，DSM公司对有工业化实用价值的所有方法投入研发和探讨，对Pennings的界面结晶生长法和Smith,Lemstra的冻胶法予以充分的支持；1979年申请了第一份关于冻胶纺丝法制备超高分子量聚乙烯纤维的专利1980年获得公开，1981年授权。ProcessformakingpolymerfilamentswhichhaveahightensilestrengthandahighmodulusPatentnumber:FR2459845，1981-01-16Inventor:SMITHP.;LEMSTRAP.J.Applicant:S

8、TAMICARBON(NL)第一份有关UHMWPE纤维的专利SMITHP.LEM