高强高模聚乙烯纤维性能和用途

高强高模聚乙烯纤维性能和用途（一）性能介绍UHMWPE 纤维特殊的结构特征决定了它具有许多良好的优异的性能。一般而言,高强高模聚乙烯纤维本身具有三种形状:即单丝、复丝和带子,形状规格不同其物理性能差异较大。UHMWPE 纤维具有很高的轴向比拉伸强度和模量，而且能量吸收性能比芳纶优越，并且也弥补了高性能的碳纤维、碳化硅纤维等断裂应变小的弱点。同时它还具有耐紫外线辐射、耐化学腐蚀、介电常数低、电磁波透射率高、摩擦系数低及突出的抗冲击、抗切割等优异性能。它是目前强度最高的纤维之一，比强度能达到优质钢的 15 倍，模量也很高，仅次于特种碳纤维。断裂伸长率较其它特种纤维高，断裂功很大。UHMWPE 纤维性能指标：回潮无沸水收缩率＜1%,熔点 135〜145°C，导热率（沿纤维轴向）20w/mk,热膨胀系数一 12X106/k21,介电常数（22C,lOGHhz）2.25,介电强度 900kv/cm。（1）优良的力学性能高强高模聚乙烯纤维的密度为 0.97g/cm3,只有芳香族聚酰胺纤维（芳纶）的 2/3、高模碳纤维的 1/2,而轴向拉伸性能很高。Spectra1000 纤维的比拉伸强度时现是高性能纤维中最高的,比拉伸模量比高模量碳纤维低,但比芳香族聚酰胺纤维高得多。如果再考虑比重的话,它是一种非常独特的纤维,在保持良好性能同时，还能省重量。高强高模 PE纤维的理论值可达 320km,约为芳纶的二倍。由于复合材料的拉伸强度是由纤维控制的,因此高强高模聚乙烯纤维单向增强复合材料的纵向拉伸性能也很好。几种高性能纤维的性能比较表见表 1—5。图 1—12 是各种纤维的应力一应变曲线，从图上可以看到，强度在 2.734~3.5N/tex 范围内,高强高模聚乙烯纤维的断裂伸长率为 3%~5%,相对于碳纤维、玻璃纤维和芳香族聚酰胺纤维来说,拉断该纤维所花费的能量是最大的。图 1—13 对几种纤维的比强度、比模量进行了比较。从图中可以看出,高强高模聚乙烯纤维的比强度、比模量明显高于其他纤维,在相同质量的材料中,强度最高。(-E.比强陀 10^LJHMWPE^SKSfjectni)90022,I1?6i.1.91117,LBl370,87I.32（2）优良的耐冲击性能UHMWPE 纤维是玻璃化温度低的热塑性纤维，韧性很好，在塑性变形过程中吸收能量，因此，它的复合材料在高应变率和低温下，仍具有良好的力学性能。抗冲击能力比碳纤维、芳纶纤维及一般玻璃纤维复合材料高。UHMWPE 纤维复合材料的比冲击总吸收能量Et/p 分别是碳纤维、芳纶和 E 玻璃纤维的 1.8,、2.6 和 3 倍，其防弹能力比芳纶的装甲结构高 2.5 倍。UH...