超高分子量聚乙烯纤维在民用领域的应用进展Yd20106
牛艳丰 于敏 作者单位：江苏必康制药股份有限公司。
原载：纺织导报2016/10；94-95
超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维是重要的高性能纤维品种之一，以高强度、高模量、低伸长、低密度及优异的耐腐蚀性、耐磨性、抗冲击性能等，在国防、军工、海洋、家纺、渔业等诸多领域获得了广泛应用。
1 国内产能及需求情况
国内UHMWPE纤维行业虽然起步较晚，但近十几年发展较快。据中国化纤行业协会统计，2012年我国UHMWPE
纤维总产量已达l万余吨，再加上近几年各企业的扩产，总产能更是达到了1.5万t左右。经过近3年的调整，2015年底市场需求量开始加大，目前国内纤维总体处于供不应求的状况。而国内生产的纤维目前约有30％～ 40％出口到国外，其余靠内销。
防弹防爆等制品一直是UHMWPE纤维的重要出口，其量约占全球总产量的60％。需求量的快速增长，有国际政局不稳定导致这类防护制品需求增加的原因。另外，产品的成本和价格下降也促使UHMWPE纤维的需求量和用量进一步增加。如需求量分别占20％和5％的绳缆和防护手套市场，因使用成本下降使其普及程度提高，需求量增大。除此之外，价格下降也使这种高端纤维逐步进入了一些新的民用领域，如服装、家用纺织品、渔具等，加上已经形成规模的缆绳、手套等领域，整个民用领域市场的需求正在稳步增长，对消化UHMwPE纤维产能有不可忽视的作用。表1为目前国内UHMWPE纤维产能的大致分布。
表1 国内UHMWPE纤维产能的分布情况
2 民用领域应用情况
2．1 绳缆
使用UHMWPE纤维编制的绳缆，自重下的断裂长度是钢绳的8倍，芳纶的2倍，避免了以往使用钢缆遇到的锈蚀以及尼龙、聚酯缆绳遇到的腐蚀、水解、紫外线降解等问题，因而无需经常更换。在海洋工程方面(如海洋操作平台、灯塔的固定锚绳)，UHMWPE一直有着广泛的应用。随着纤维抗蠕变性能的改进及价格的下降，除了系泊缆、海洋操作平台固定缆、灯塔固定缆、火型轮船的锚绳、降落伞
绳索等应用外，又开发出了牵引绳、起吊绳、风筝线、球拍网线、光缆加钱芯等应用，充分发挥了其强度高，密度低、耐磨损、手感柔软的特点。据统计，目前国内各类绳索类应用对UHMWPE纤维的需求量约为3 000 t，呈现较平稳的增长态势。
绳缆一般使用l 600、2 400或3200 D甚至更高线密度的复丝生产，目前国内能够生产UHMwPE绳缆的厂家主要有扬州I巨神绳缆有限公司、扬州中远九力绳缆有限公司、江苏博缆绳业科技有限公司、上海兴轮绳缆有限公司、浙江四兄绳业有限公司、扬州远洋绳缆有限公司等。
2．2 手套
由UHMWPE纤维混合氯纶、涤纶等经针织工艺而成的手套具有良好的耐磨和防切割性能，一般可以达到EN 388标准规定的3级防切割要求(即防切割指数达到5)。包覆玻纤或钢丝后的纱线编织而成的手套，其防切割性能可达5级(防切割指数20)。由于原料的强度很高(一般可达30 cN／dtex)，且耐腐蚀、耐磨损，一副高性能防切割手套的使用寿命堪比500副普通棉线手套。经过浸胶处理，这种具有较好防切割性能的手套通常应用于金属加工、玻璃加工、军队警察等对防护要求较高的特殊行业。但是随着价格的下降，其普及度越来越高，不再仅限于特殊行业，已逐渐应用于任何需要手部防护的行业，如建筑工人、出租车司般运工、渔民、普通家庭劳动者等。
手套用丝一般使用300～400 D规格的复丝，对强度要求不高，但对纤维的线密度均匀性和耐切割性能要求高。目前国内这类手套的生产厂家主要集中在江苏如东地区，如恒辉(南通)安全防护用品有限公司、汇鸿(南通)安全用品有限公司、南通强生安全防护科技有限公司等。
2.3 家纺
家用纺织品是近两年UHMWPE纤维新兴的应用领域，由该纤维经机织而成的面料具有明显的冰凉感，且经久耐用。面料可以用于制作窗帘、座套、床垫、凉席、被罩、桌布、帐篷等。用其制作的窗帘 帐篷等具有很高的抗拉强度，可以抵御强风。特别是用其制作的床上用品在夏天可以起到非常好的降温效果，接触时的体感温度可较环境温度低5℃左右。目前，纤维厂商可以提供白色、黑色、绿色、蓝
色等多种颜色的纤维，用于生产多种颜色的布料和制品，满足市场差异化的需求。
用于生产布料的UHM WPE纤维一般为线密度在50～350D之间的复丝，要求无荧光剂添加、无溶剂残留、纤度均匀。目前江浙一带的家纺厂商已进入该市场，且产品基本外销欧美，利润可观。
2.4 服饰
成本和价格的下降，使得UHMWPE纤维已不再局限于制备防弹衣，也可以用来制作价格町为普通民众接受的普通衣物，如短袖T恤、裤子、登山服等。国外已有厂家利用DSM(帝斯曼)的UHMWPE纤维Dyneema 制成了牛仔布，其耐磨性和抗撕破强度据称可达普通牛仔布的7倍。国内江苏九九久科技股份有限公司利用自行生产的低残油UHMWPE纤维，与涤纶、棉等混纺后开发了成套系列的夏装，包括短袖T恤、长袖上农、裤子等，设计时尚，既满足了
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Dyneema。纤维纱线 |
Dyneema 纤维牛仔面料 |
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图片来源The Dyneema®Project。 |
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美观的要求，又兼具耐磨性、耐切割性，不吸汗、不发臭，穿着凉爽舒适(俗称“空调装”)。
用于生产服饰的UHMWPE纤维一般是100或200 D等线密度较低的复丝，纤维含量占80％左右。服饰产品对纤维中有害物质的残余量及线密度均匀性要求较高。该应用一旦被市场所接受，对纤维的需求量将非常大。
2．5 渔具
基于UHMWPE纤维强度高、密度低、耐磨、耐水解、抗紫外、抗撕咬等特点，其在渔业方面也有不少应用，可制作渔线、渔网和网箱等。用该纤维制作的钓鱼线，相同线径下其强度是尼龙渔线的4倍以上，且不易缠结，不怕鱼类撕咬，使用寿命长；编织成渔网后，同等大小的情况下，其重量是尼龙渔网的80％，聚酯渔网的70％，但强度远高于二者，且长期浸泡于水中或在阳光下曝晒也不易降解损坏。由于密度低，利用该纤维制成的养殖网箱体积可以很大，有利于对养殖空间进行有效利用，且能够阻挡食肉鱼类对所养殖鱼类的侵害。
3 结束语
民用领域是UHMWPE纤维可以展示独特性能、发挥作用的广阔领域。之前因成本和价格等的局限，很难被普通消费者所接受，因此在民用领域的应用开发进展缓慢。近几年，随着技术进步和纤维成本的进一步下降(价格已
不及最高时的30％)，促使其在民用领域的应用开发进入了快车道，同时也在一定程度拉动了纤维的需求量。