Preparation of UHMWPE fiber

고강도 고탄성 폴리에틸렌으로도 알려진 UHMWPE는 현재 세계의 고성능 소재 중 하나입니다.내식성, 내마모성, 저밀도 등 종합적으로 우수한 특성으로 인해 현재 군용 보호 재료, 군용 기계 재료, 항공 우주 장비 및 기타 군사 분야에 사용되고 있습니다.

고강도 고탄성 폴리에틸렌으로도 알려진 UHMWPE는 현재 세계의 고성능 소재 중 하나입니다.내식성, 내마모성, 저밀도 등 종합적으로 우수한 특성으로 인해 현재 군용 보호 재료, 군용 기계 재료, 항공 우주 장비 및 기타 군사 분야에 사용되고 있습니다.고기능성 섬유의 개발은 국가의 군사장비의 기초이며, 첨단소재는 첨단군사기술로 이어질 수 있으며, 이는 현대강국 건설의 중요한 소재토대가 되었으며 산업계에서 결정적인 위치를 차지한다. 전세계 군용재료 분야.

UHMWPE 섬유의 특성

UHMWPE 섬유는 우수한 종합 특성을 갖고 있으며 상대 밀도가 작고 물 위에 뜰 수 있습니다.그리고UHMWPE 섬유현재 세계에서 가장 강한 섬유입니다.강철과 비교했을 때 UHMWPE 섬유는 고품질 강철보다 10배 이상 더 강합니다.또한 UHMWPE 섬유는 강한 내식성, 내화학성, 내마모성 및 기타 특성을 가지며 포괄적인 성능을 가지며 중국의 많은 중요한 분야에서 UHMWPE 섬유가 중요한 역할을 합니다.

1.1 우수한 기계적 성질

UHMWPE 섬유밀도는 다른 고성능 섬유와 비교하여 기존 PE섬유, 폴리프로필렌 섬유에 이어 두 번째로 밀도가 높으며, 방탄재료 중 밀도가 가장 작은 최적의 섬유소재입니다.소재의 무게를 줄이고 경량화 효과를 얻으면서 더 나은 방탄 성능을 보장할 수 있습니다.

다른 특성과 비교하여 UHMWPE의 인장 강도는 PBO 및 폴리아릴 에스테르 섬유의 인장 강도에 이어 두 번째이며 폴리아릴 에스테르 섬유의 인장 강도와 단지 0.1만 다릅니다.UHMWPE는 인장강도가 우수함을 알 수 있다.

다른 섬유와 비교하여 초기 모듈러스는 PBO 및 탄소 섬유에 이어 두 번째입니다. 이는 섬유가 손상 장력에 대한 저항력이 상대적으로 우수하고 변형되기 쉽지 않음을 나타냅니다.초고비강도와 비탄성률을 지닌 일종의 특징적인 섬유로 방탄재료에서 중요한 역할을 합니다.

1.2 전기 절연 성능

UHMWPE 섬유 반사율 레이더 파 현상은 매우 적고 높은 전도 효율로 복합 재료의 유전 상수를 향상시킵니다.UHMWPE 섬유는 폴리에틸렌의 유전상수와 손실값이 다른 재료 중에서 가장 적지만, UHMWPE 섬유는 기존의 폴리에틸렌 섬유가 도달할 수 없는 성능을 가지며 일반 재료보다 더 나은 효과를 가지므로 레이더 레이돔에 선호되는 재료입니다. 높은 품질과 조명 효과.

1. 3 내후성 및 내마모성

UHMWPE 섬유는 내후성이 뛰어나며 오랜 시간의 조명과 열악한 환경 후에도 원래의 고성능을 변하지 않게 유지할 수 있습니다.동시에 UHMWPE 섬유는 고성능 소재의 아라미드 섬유보다 내마모성과 굽힘 피로 저항이 높으므로 이 섬유의 내마모성은 다른 고성능 섬유보다 우수합니다.높은 내마모성과 쉬운 가공 성능으로 인해 산업 분야에서 좋은 응용 전망을 가지고 있습니다.

1. 4 화학적 내식성

UHMWPE 섬유의 내부 구조는 상대적으로 단단합니다.섬유가 강한 화학적 관성을 갖는 것은 바로 섬유 내부 분자 사슬의 높은 결정성과 방향성 때문입니다.따라서 산과 염기 상태 또는 고온 및 저온 상태에서 섬유는 오랫동안 원래의 성능을 변하지 않고 유지할 수 있으며 열악한 환경에서도 여전히 적응하고 그 가치를 발휘할 수 있습니다.

1. 5가지 자기 윤활성

다른 엔지니어링 재료와 비교하여 UHMWPE 재료는 마찰 계수가 매우 낮고 마찰 계수가 낮기 때문에 섬유 자체의 자체 윤활 성능이 향상되고 윤활유가 없는 상태에서 플라스틱 재료 중 최고의 재료이므로 UHMWPE 재료가 널리 사용됩니다. 엔지니어링 분야에서는 사용 가치가 매우 높습니다.UHMWPE 섬유는 기계 작동에 사용되며 윤활유 작동 시 기존 강철 및 황동에 비해 더 좋습니다.따라서 일반 소재에 비해 UHMWPE 섬유는 원자재 비용을 절감할 뿐만 아니라 우수한 성능 효과를 보장하므로 사용 가치가 더 높습니다.

2. UHMWPE 섬유의 제조방법

2.1 겔 방사법

고성능 UHMWPE 섬유를 제조하는 방법에는 여러 가지가 있지만 용매 자체의 이유로 인해 UHMWPE 섬유를 제조할 수 없습니다.젤 스피닝(Gel Spinning)이 가장 이상적인 방법이다.겔방사법은 일반적인 용액방사 또는 습식방사와 달리 일반적으로 고분자량의 고분자를 원료로 사용하고, 반희석용액을 방사원료로 하고, 유연한 분자사슬용액을 반희석용액에 엉키게 한 후 방사, 결정화시키는 방식으로, 고강도 및 고탄성 섬유로 만들어진 열 신장을 몇 배로 추출 처리한 후 고인장 신장 체인입니다.겔 방사법은 다음과 같은 기본 특징을 가지고 있습니다. (1) 초고분자량 폴리머를 원료로 사용합니다. (2) 반희석 용액을 방사 원료로 사용합니다.(3) 고열 연신을 실시하였고, 인장비가 30보다 컸다.

2.2 가소화 용융 방사 방법

용융 방사는 용융 방사 및 압출에 의해 폴리머 용융물로 만들어집니다.가소화 용융 방사는 용융 방사를 기본으로 방사용 고분자 용융물에 적당량의 희석제를 첨가하고 이축 혼합 용매를 통해 압출한 후 추출제에 담그고 반복 연신하면 최종적으로 고강도를 얻을 수 있습니다. 및 고탄성 폴리에틸렌 섬유.

2.3 고압고상압출법

압출 성형의 원리는 과립형 고체 용제를 압출기에 첨가하고, 고체 용제를 함유한 재료 배럴을 용융 온도까지 가열하여 고체 재료를 용융시키고, 용융된 제제를 기계의 헤드로 이송하는 것입니다. 형태를 고정한 후 냉각 및 성형을 거쳐 최종 제품이 고형화됩니다.고압 고체 압출 방법은 고압 용융, 용제 형성, 제트 구멍을 통한 압출 성형을 기반으로 한 다음 높은 인장력을 거쳐 최종적으로 고분자량 폴리에틸렌을 얻습니다.

2.4 표면 결정화 방법

섬유 결정의 성장 속도가 느리기 때문에 이 방법은 UHMWPE 섬유 제조에 거의 사용되지 않습니다.