指平均分子量在100万以上的聚乙烯所制得的纤维。主要采用凝胶纺丝-超倍拉伸法制成。超高分子量聚乙烯(UHMWPE)溶解于溶剂中形成溶液后进行干法或湿法凝胶纺丝。由于凝胶纺丝时,纤维的结晶结构相对较自由,纤维在去除溶剂后可以进行超倍拉伸,容易使分子链拉直,从而形成超高强度纤维。 关键技术是在纺丝温度下使聚合物的稀溶液处于液态状态,纺丝挤出后通过1到2厘米的空气层,然后进入凝固浴进行快速冷却,制成凝胶纤维。一般而言,中等分子量的聚乙烯(40万到80万)可以制备高强度纤维,但实际采用的分子量一般在300万到500万之间。纺丝液的浓度通常控制在5%到10%之间。纺丝设备可以采用标准的溶液纺丝设备,也可以采用螺杆挤出机,纺丝孔直径控制在0.5到1.0毫米,流道长度与直径之比可达25。国外高强度聚乙烯纤维的品牌主要有Dyneema和Spectra系列。 这种纤维的密度为0.97 g/cm3,拉伸强度为2.8到4.0 GPa,弹性模量为80到140 GPa,延伸率为3%到5%,熔点大约在150°C左右。这种纤维可用于增强热固性树脂、聚酯、聚乙烯酯或低温热塑性酚醛树脂(约120°C)等复合材料,提供出色的冲击性能和能量吸收性能。由于高分子量聚乙烯纤维还具有良好的韧性、耐磨性、耐化学药品性能,以及不吸水和低密度等特性,除用于耐冲击轻质复合材料外,还可用于绳索、医疗方面的缝线、人造肌腱、防弹衣、光纤增强纤维等。不足之处是其熔点较低,可能产生蠕变,而且与聚合物的粘合能力较差。
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