超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纤维概述-高性能工程塑料，下游应用范围广阔

• 薛圳扬 2023年6月26日 来源：中研网 785 47
• 繁体

UHMWPE纤维是军民两用的新材料，被广泛应用于军事装备、海洋产业、安全防护、体育器材等领域。

超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纤维，又称高强高模聚乙烯纤维，是继碳纤维、芳纶纤维之后的第三代高性能纤维。是目前世界上比强度和比模量最高的纤维，其分子量在100万～500万的聚乙烯所纺出的纤维。

根据中研普华研究院撰写的《2023-2028年中国复合装甲行业深度分析与发展前景预测报告》显示：

UHMWPE纤维断裂伸长率高于碳纤维和芳纶，柔韧性好，在高应变率和低温下力学性能仍然良好，抗冲击能力优于碳纤维、芳纶等，是一种非常理想的防弹、防刺安全防护材料。

具体特点如下：

高比强度，高比模量。UHMWPE纤维的比强度是优质钢材的15倍，是玻璃和尼龙66的4倍，是碳纤维的2.6倍，是芳纶纤维的1.7倍，比模量仅次于特级碳纤维。

抗冲击性和抗切割性。UHMWPE烯纤维断裂伸长低、断裂功大，具有很强的吸收能量的能力，在抗冲击性能方面，UHMWPE纤维复合材料的比冲击总吸收能量是碳纤维的1.8倍、芳纶的2.6倍，防弹能力是芳纶装甲结构的3.6倍。由于质轻高强及比能量吸收高的特点，UHMWPE纤维已逐步取代芳纶，成为个体防弹防护领域的首选纤维。

密度低，UHMWPE纤维密度仅有0.97-0.98g/cm3，可浮于水面。

抗紫外线辐射，防中子和γ射线，比能量吸收高、介电常数低（2.25,10GHz）、电磁波透射率高，耐化学腐蚀、耐磨性、有较长的挠曲寿命。

1、应用领域

UHMWPE纤维是军民两用的新材料，被广泛应用于军事装备、海洋产业、安全防护、体育器材等领域。

图表：超高分子量聚乙烯纤维的主要应用领域

 

资料来源：CNKI

军事防护领域：UHMWPE纤维军事上可以制成防护衣料、头盔、防弹材料，如直升飞机、坦克和舰船的装甲防护板、雷达的防护外壳罩、导弹罩、防弹衣、防刺衣、盾牌等，其中以防弹衣的应用最为引人注目，UHMWPE纤维制备的防弹头盔在重量上要比传统材料轻300～400g，并且防弹效果优于传统材料，现已成为占领美国防弹背心市场的主要纤维。另外，国外用该纤维增强的树脂复合材料制成的防弹、防暴头盔已成为钢盔和芳纶增强的复合材料头盔的替代品。

航空航天领域：在航天工程中，由于该纤维复合材料轻质高强和抗冲击性能好，因此可适用于各种飞机的翼尖结构、飞船结构和浮标飞机等，并且UHMWPE纤维制备的飞机舱内结构件由于质量较轻可以大幅减少飞行成本。

2、国内产能扩张

在国际上，UHMWPE的生产企业主要包括美国Celanese Corporation、巴西Braskem、荷兰帝斯曼等国外企业，其中，2022年初，Celanese位于得州的1.5万吨/年新生产线达产，美国Celanese Corporation的总产能增加至约12.3万吨/年，为全球产能最大企业；巴西Braskem总产能约为4.5万吨/年。国内主要的生产企业有河南沃森超高化工科技有限公司、上海联乐化工科技有限公司、安徽省特佳劲精细化工有限责任公司、九江中科鑫星新材料有限公司、中国齐鲁石化公司等企业，截至2022年，国内UHMWPE产能合计约为16.8万吨。

在国家的大力支持与科研人员的共同努力下，我国的UHMWPE纤维产业得到了飞速的发展，我国也成为UHMWPE纤维的生产大国，在全球市场上已经具有较大话语权。但我国是不能称为UHMWPE纤维强国。无论是生产技术还是生产设备都与世界先进水平存在一定的差异，国产UHMWPE纤维的力学性能仅达到发达国家同类产品的中等水平；且纤维的纤度和强度的均匀率较差，在高端产品方面缺乏竞争力，国产UHMWPE纤维主要被用于制备绳索产品，而用于制备防弹头盔、防弹衣的高端UHMWPE仍需依赖进口。

3、行业应用领域的发展现状和趋势

超高分子量聚乙烯纤维是目前世界上比强度和比模量最高的纤维，具有超高强度、超高模量、低密度、耐磨损、耐低温、耐紫外线、抗屏蔽、柔韧性好、冲击能量吸收高及耐强酸、强碱、化学腐蚀等众多的优异性能，被广泛应用于军事装备、海洋产业、安全防护、体育器械等领域。

UHMWPE纤维是防弹装备的首选材料，正在替代芳纶纤维，同时随着技术的不断进步，UHMWPE纤维未来在航空航天、国防装备的应用将不断拓展。从国际方面来看，UHMWPE纤维70%用于防弹衣、防弹头盔、军用设施和设备的防弹装甲、航空航天等军事领域，而目前我国军用占比仍然很低，未来需求修复有望带动高端军用UHMWPE纤维的快速增长，同时随着国内UHMWPE纤维性能的提升，国产替代也将带动行业增速上行。

欲了解更多行业的市场数据及未来行业投资前景，请点击查看中研普华产业院研究报告《2023-2028年中国复合装甲行业深度分析与发展前景预测报告》。

• 相关深度报告REPORTS

  

  2023-2028年中国复合装甲行业深度分析与发展前景预测报告

  被用作装甲防护的材料很多,具有代表性的包括金属(主要是特种钢、铝和钛合金等)、陶瓷等无机材料和芳纶纤维、超高分子量聚乙烯(UHWMPE)纤维等高性能纤维及其复合材料和陶瓷/复合材料超混杂,...

  查看详情

延伸阅读

推荐阅读

猜您喜欢