【《超高分子量聚乙烯的性质及应用概述》1400字】

超高分子量聚乙烯的性质及应用概述目录TOC\o"1-3"\h\u18481超高分子量聚乙烯的性质及应用概述 148251.1超高分子量聚乙烯的结构 1241221.2超高分子量聚乙烯的性能 1317991.3超高分子量聚乙烯纤维的制备 2233781.4超高分子量聚乙烯的应用 31.1超高分子量聚乙烯的结构超高分子量聚乙烯的分子结构单元为CH2-CH2[6]。由于超高分子量聚乙烯分子链朝着同一方向排列，因此超高分子量聚乙烯是线性结构的材料；在分子结构中，碳链骨架呈锯齿状，氢原子和碳原子之间以共价键结合。超高分子量聚乙烯同时也是一种典型的半结晶材料，因为它有结晶区和非结晶区[7]。在结晶区中，分子链排列较为规则，不容易流动；但在非结晶区中，分子链呈无规则团状，有较强的流动性。超高分子量聚乙烯的分子链、分子结构如图1-3所示。图1-4超高分子量聚乙烯的分子分子链、分子结构图(a)分子结构(b)分子链图[8]1.2超高分子量聚乙烯的性能超高分子量聚乙烯具有普通聚乙烯无法比拟的物理化学性能如优良的耐磨性、抗冲击性、耐腐蚀性等[9-10]。因其具有非常高的相对分子质量，相对分子量可超过150万以上。（1）耐磨性一般来说材料的模量越大，耐磨性越差，但是因为超高分子量聚乙烯的摩擦系数较低，所以其耐磨性会随着模量的增大而增大[11]。超高分子量聚乙烯纤维的耐磨性居世界三大高科技纤维之最。抗冲击性能与普通材料相比，超高分子量聚乙烯具的抗冲击强度较强。由图1-5可以看出，超高分子量聚乙烯纤维的强度是芳纶纤维的1.5倍，是高强碳纤维的1.6倍，与高模碳纤维和E玻璃纤维相比，超高分子量聚乙烯纤维的强度要高出2倍多，且强度远远高于钢纤维[12]。图1-5超高分子量聚乙烯纤维与其他常见纤维强度对比图耐腐蚀性研究表明，强酸、强碱以及有机溶剂等对超高分子量聚乙烯的强度没有影响[13]。这是由于超高分子量聚乙烯的结晶度和取向度较高，内部结构致密、没有侧链极性基团，所以超高分子量聚乙烯拥有较高的化学稳定性，大多数化学物质不能够将其腐蚀。耐紫外性在经过1500h日晒后，超高分子量聚乙烯的强度仍然高达80%，由此可见超高分子量聚乙烯具有优异的耐紫外性和耐候性[14]。1.3超高分子量聚乙烯纤维的制备自19世纪70年代，超高分子量聚乙烯材料的制备工艺不断发展和改进，先后经历了高压固态挤出法、增塑熔融纺丝法、冻胶纺丝－超倍拉伸等方法。目前工业化较为成熟的工艺为冻胶纺丝－超倍拉伸法［15-17］。原料＋溶剂超高分子量聚乙烯＋小分子烷烃（原料＋溶剂超高分子量聚乙烯＋小分子烷烃（溶胀、溶解，分子链缠结）超高分子量聚乙烯纤维抗氧化剂抗氧化剂双螺杆挤出机双螺杆挤出机初生纤维（模量、强度较低）初生纤维（模量、强度较低）干燥、萃取干燥、萃取超高分子量聚乙烯纤维超倍热拉伸超高分子量聚乙烯纤维超倍热拉伸（结晶度和取向度增加，分子由折叠链变成伸直链）1.4超高分子量聚乙烯的应用由于超高分子量聚乙烯拥有许多优异性能，在发挥相同作用的产品中，超高分子量聚乙烯制品的使用寿命最长，提高了性价比，因此在各领域中都能看到超高分子量聚乙烯的身影。目前，国内外UHMWPE纤维主要应用在防护材料、绳缆及网类领域，其中防护材料约占61%的市场份额，绳缆约占33%[18]。民用纺织服装领域也逐渐出现了超高分子量聚乙烯纤维的身影。据报道DSM公司Dyneema纤维已用于织造牛仔布等面料，产品耐磨性和抗撕破强度等大幅提升[19-20]。超高分子量聚乙烯的应用领域如表1-1所示。表1-2超高分子量聚乙烯的应用领域应用领域产品举例安全防护建筑安全网、施工吊绳、安全带、安全帽、逃生绳索国防军工防弹衣、防弹头盔、防雷靴、防爆毯、防割手套、战地帐篷医疗设备人工关节、牙托材料、整形缝合线、医用移植物海洋渔业养殖网、浮标部件、固定锚绳、捕捞托网、拦