悄悄走进你的生活超高分子量聚乙烯

在日益增长的工业生产中，保护工人的人身安全是一件不能忽视的事情，所以各种产品的生产线上，操作者都配备着各种各样的防护装备。防割手套是这些防护装备的一种，主要配给从事机械作业、高切割风险工种、钢板整理、处理金属制品的人员。防割手套之所以表现出比较好的抗切、剪等外力破坏能力，是因为制造它的材料十分厉害，那就是——超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)纤维。UHMWPE纤维，又称高强高模聚乙烯纤维、高取向度聚乙烯纤维、高性能聚乙烯纤维，是目前所知强质比高的纤维材料，与碳纤维、芳纶并称为当代三大高性能纤维，被国家计委科技部列为当前优先发展的高科技产业重点领域项目。UHMWPE纤维在纺织服装、体育用品、医疗器材、增强材料等方面展现出巨大的发展潜力和价值。并且在已建成的港珠澳大桥中起到了巨大的作用：大桥吊装使用的缆绳就是由14万根高性能聚乙烯纤维共同组成并实现了大桥海底隧道的终接头。应用范围除了上面提到的用于制造防割手套等防护装备，以及建造用缆绳及增强材料，UHMWPE还嫩能运用到以下方面。作为手术缝合线，UHMWPE纤维与同等受力的聚酯线相比，直径可以减少两倍以上，而且浸泡在常见的酸碱盐化学溶液中性能不变，被广泛应用于骨科等外科手术中；做成的导管不易折断，柔韧性好，对伤口创伤小，可以用于介入疗法和内窥镜手术。还有渔业养殖时所使用的养殖箱，体育器材用的球拍、船艇等，以及日常衣物，凉席，都轻便耐用，价格实惠。雷达天线罩用该纤维也能更好地提高雷达天线系统的相容性和可预测性。生产工艺目前主要有干法和湿法两种加工技术。湿法技术采用低挥发有机物（如液状石蜡、固体石蜡）作为溶剂，首先将UHMWPE树脂和助剂等加到溶剂中，经过一段时间的升温溶胀，投入到双螺旋挤出机中，经过增压、预过滤、计量，从喷丝组件挤出进入凝固浴槽冷却固化成型，得到含有溶剂的湿态冻胶原丝。利用连续萃取装置多级萃取冻胶原丝，使低挥发性溶剂从冻胶原丝中置换出来。含有萃取剂的冻胶原丝经过连续多级干燥装置，使萃取剂充分气化逸出，得到干态原丝，后经过高倍热拉伸得到高强高模聚乙烯纤维。干法技术是采用高挥发性有机溶剂（如十氢萘）制备超高分子量聚乙烯纺丝原液，依次经过溶胀、双螺旋挤出机溶解、增压过滤、计量喷丝、风冷干燥等工艺得到干态原丝，再经过后纺高倍热拉伸得到高强高模聚乙烯纤维。还有熔融法可以制造UHWMPE纤维，但是得到的产物分子量常常不高。熔融纺丝工艺为UHMWPE树脂单独或与石蜡、低分子聚乙烯等按一定比例混合熔融，从喷丝孔挤出，在水槽中冷却凝固后经低倍率牵伸得到成品，所用的分子量一般不超过万。随着分子量增加，熔融纺丝难度增加，需要添加更多的低分子量聚乙烯或其他小分子物质助熔。物化性能（1）具有高强高模特性。由于UHMWPE纤维相对分子质量高，分子链充分伸展，纤维高度取向结晶，强度和模量均表现出较高水平。（2）具有极强的耐磨性，其摩擦系数为0.05~0.11，居塑料首位，是普通塑料的5~7倍、钢材的7~10倍。（3）具有极高的耐冲击性，比冲击总吸收能量高，冲击强度在现有塑料中，即使在-70℃条件下，仍保持相当高的冲击强度。（4）密度低，约为0.97g/cm3。（5）具有优异的自润滑性，与聚四氟乙烯（PTFE）相当。6）耐疲劳、耐弯曲性好，所制成的缆绳反复加载次，强力保持百分之百。（6）电波易透射，在各种电波频率下均表现出优异的介电性能，介电常数ε≤3.0，介电损耗正切值tanδ=10^-4。（7）耐候性好，紫外线连续照射h，强度保持在90%以上。（8）耐低温性好，-℃下性能保持率良好，是目前可在接近零度温度下工作的一种工程塑料。（9）具有极好的耐环境应力开裂性，是普通高密度聚乙烯（HDPE）纤维的倍。（10）具有优良的抵抗快速开裂能力，电绝缘性、导热性、耐γ射线性良好等特点。化学性质UHMWPE纤维结晶度高，无活性官能团，表面能低，化学性质稳定。普通酸、碱、盐条件下，纤维性质不发生任何改变，具有强的耐腐蚀性。纤维表面光滑平整，与其他材料的界面黏结度低，所以对其表面染色或喷漆时，容易出现色、掉漆等现象。超高分子量聚乙烯拥有理想的物理和化学性能，在可见的未来是一种非常实用的材料，但是由于加工工艺还未完全成熟，得到的产品仍有缺陷，并且我国的生产线还未达到供求平衡，将来超高分子量聚乙烯的发展仍有一段路要走。

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