宁波材料所超高分子量聚乙烯纤维的研制工作取得突破

2011-7-04 11:36 来源: 中国科学院
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  中科院宁波材料技术与工程研究所超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维研发团队经过两年多的艰苦拼搏,已经取得了突破性进展,生产线已经批量稳定制备系列各项力学性能全面超过SK75、达到国际先进水平(特别是拉伸模量超过SK76,达到国际领先水平)的UHMWPE纤维。

  UHMWPE纤维具有超轻、高比强度、高比模量、优越的能量吸收性、较好的耐磨、耐腐蚀、耐光等多重优异性能,与碳纤维和芳纶纤维一起并称为三大高性能纤维,已经在航空航天、国防军事、安全防护、海洋工程、体育器材以及电力通讯等领域得到了广泛的应用,成为关系到国家安全和经济发展的重要高技术材料。虽然我国打破了荷兰、美国和日本对UHMWPE纤维的垄断,但国产纤维的性能与国际先进水平还有明显差距,所以,面对即将到来的大批量生产,急需开展纤维制备工艺的深入系统研究,提升国产纤维的性能,从而为国产UHMWPE纤维产业提供系统的技术支撑。

  中科院宁波材料所在中科院知识创新工程重要方向性项目和国家重点863项目的支持下,于2009年初组建了一支由高分子材料、化学纤维方向的研究人员和经验丰富的工程师组成的工程化研发团队,UHMWPE纤维研发团队成员不怕吃苦,经过两年多时间的不懈努力,设计搭建了30吨/年规模UHMWPE纤维冻胶纺丝生产线,建立了UHMWPE树脂和纤维性能及结构形貌的表征方法,探索成功了三种纺丝溶液制备方法,建立了纤维制备过程中各工序段的质量监测体系,形成了根据原料性质调整纤维制备工艺的原则和方法,建立了工艺参数、结构演变与纤维性能之间的耦合关系,形成了具有自主知识产权的UHMWPE纤维制备工艺,已能批量稳定制备达到国际先进水平的系列化UHMWPE纤维。

  研发团队拟在已取得阶段性成果的基础上,再经过两年的努力,进一步提升UHMWPE纤维性能,形成面向不同应用领域的高强高模和低成本中强度的系列UHMWPE纤维制备工艺,并探索突破现有冻胶纺丝工艺的工艺路线。