全球超高分子量聚乙烯纖維市場(chǎng)細(xì)分應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,并且在各領(lǐng)域均展現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和廣闊的應(yīng)用前景,隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場(chǎng)的持續(xù)發(fā)展,UHMWPE纖維的應(yīng)用領(lǐng)域還將進(jìn)一步拓展和深化。
1、海洋漁業(yè)
超高分子量聚乙烯纖維具有高強(qiáng)高模、耐腐蝕、耐磨損、耐光照、柔韌性好的特征,是制造繩纜的優(yōu)秀材料,且由于其質(zhì)量輕,密度只有0.97g/cm³,是高性能纖維中密度唯一小于1可漂浮于水上的纖維,用其制造的繩索可漂浮于水上。在強(qiáng)度方面,超高分子量聚乙烯纖維繩索在自重條件下的斷裂長(zhǎng)度是鋼繩的8倍、是芳綸繩的2倍;在耐光性方面,超高分子量聚乙烯纖維在日光照射1500h后,強(qiáng)度仍能保持在80%以上;在化學(xué)穩(wěn)定性方面,超高分子量聚乙烯纖維在海水中能有效解決鋼繩的銹蝕問(wèn)題和尼龍、聚酯纜繩在海水中的水解和紫外降解問(wèn)題。基于超高分子量聚乙烯纖維的優(yōu)異特性,其被廣泛應(yīng)用于海洋漁業(yè)。
2、軍事裝備
目前工業(yè)化、大規(guī)模生產(chǎn)的高性能纖維主要有芳綸纖維、超高分子量聚乙烯纖維和碳纖維。由于超高分子量聚乙烯纖維具有耐沖擊性能好、比能量吸收高、輕質(zhì)、使用溫度范圍大等優(yōu)勢(shì),其在軍事裝備領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用。超高分子量聚乙烯纖維的比強(qiáng)度是芳綸纖維的1.7倍,因此,超高分子量聚乙烯纖維與芳綸纖維相比,可在相同防護(hù)等級(jí)的條件下減輕重量。專(zhuān)家表示,更加輕便的防護(hù)用品將降低穿戴的疲憊感,幫助士兵保持警覺(jué),提升部隊(duì)整體的作戰(zhàn)能力和耐久性。此外,超高分子量聚乙烯纖維防護(hù)用品的使用溫度可低至零下150℃,而芳綸在零下30℃就會(huì)失去防彈性能,因此在高寒地區(qū),超高分子量聚乙烯纖維產(chǎn)品是防護(hù)用品的首選。
3、安全防護(hù)
超高分子量聚乙烯纖維防護(hù)用品與芳綸、碳纖維及陶瓷、鋼鐵、合金類(lèi)防護(hù)用品相比,在保證防護(hù)性能的前提下,超高分子量聚乙烯纖維制成的防護(hù)材料超輕且能很好解決非貫穿性傷害。因此,在安全防護(hù)領(lǐng)域,超高分子量聚乙烯纖維主要用于生產(chǎn)防割手套、防刺服、安全繩索等。近年來(lái)各類(lèi)災(zāi)害事故呈現(xiàn)出突發(fā)性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)損失大、人員傷亡多的特點(diǎn),對(duì)防護(hù)材料、防護(hù)服裝及防護(hù)技術(shù)提出了更高的要求,迫使安全防護(hù)用纖維紡織品邁向更廣的應(yīng)用領(lǐng)域、更高的技術(shù)水平發(fā)展,表現(xiàn)為防護(hù)范圍延伸、內(nèi)涵拓展和功能提升。由于超高分子量聚乙烯纖維具有良好的耐磨、防切割性能,經(jīng)過(guò)特殊工藝處理,超高分子量聚乙烯纖維制成的防護(hù)手套能夠應(yīng)用于金屬加工、玻璃加工等對(duì)防護(hù)要求較高的特殊行業(yè)。隨著超高分子量聚乙烯產(chǎn)業(yè)化的不斷發(fā)展,近年來(lái)產(chǎn)品逐漸普及,已經(jīng)逐漸拓展到其他需要手部或其他部位防護(hù)的行業(yè)。
4、紡織用品
因?yàn)槌叻肿恿烤垡蚁├w維具有的獨(dú)特性能,其在紡織品行業(yè)的應(yīng)用非常廣泛。之前因成本和價(jià)格等的局限,消費(fèi)者的接受認(rèn)可度不高。近幾年,隨著技術(shù)進(jìn)步和超高分子量聚乙烯纖維成本的進(jìn)一步下降,超高分子量聚乙烯纖維在民用紡織用品的應(yīng)用已經(jīng)進(jìn)入快車(chē)道。超高分子量聚乙烯纖維經(jīng)機(jī)織而成的面料具有明顯的冰涼感,且具有良好的自潤(rùn)滑性、低吸水性、不粘性,以及優(yōu)異的耐磨性、拉伸性能、耐沖擊性能、耐化學(xué)藥品性等,因此在床上用品、窗簾、座套、床墊、涼席、被罩、服飾面料上得到了廣泛的應(yīng)用。
其中,高端超高分子量聚乙烯纖維紡織品主要指,使用特?cái)?shù)在50D及以下、單價(jià)在1500元/Kg及以上的超高分子量聚乙烯纖維制成的服飾及床上用品等。
5、體育用品
在體育用品領(lǐng)域,超高分子量聚乙烯纖維可制成安全帽、滑雪板、帆輪板、球拍及自行車(chē)、滑翔板等,其性能優(yōu)于傳統(tǒng)材料。超高分子量聚乙烯纖維制成的體育用品具有舒適性、涼感性、強(qiáng)度高、輕量化和耐磨等優(yōu)異特性,因此被廣泛地應(yīng)用在登山繩、球拍網(wǎng)線、風(fēng)箏線、射箭弓弦等繩索產(chǎn)品,及滑雪板、滑雪橇、球拍、賽車(chē)、滑翔板、賽艇、帆船、網(wǎng)球拍、帆輪板等復(fù)合材料產(chǎn)品。隨著國(guó)內(nèi)體育用品市場(chǎng)的高速增長(zhǎng),超高分子量聚乙烯纖維的需求也會(huì)相應(yīng)快速增長(zhǎng)。
其中,高端超高分子量聚乙烯纖維體育用品主要指,使用拉伸強(qiáng)度在3GPa及以上、拉伸彈性模量100GPa及以上的超高分子量聚乙烯纖維材料制成的體育用品及護(hù)具,主要為小眾運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域(如沖浪、滑雪、滑翔、賽車(chē)等)體育用品,以及部分定制類(lèi)、造價(jià)較高的大眾體育用品。
6、建筑工程
在建筑工程領(lǐng)域,超高分子量聚乙烯纖維可以與鋼結(jié)構(gòu)組合使用,用作增強(qiáng)材料,其可以增加結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度,提高抗震能力和承載能力,與傳統(tǒng)的鋼筋相比,超高分子量聚乙烯纖維具有更高的強(qiáng)度-質(zhì)量比,可以降低結(jié)構(gòu)自重,簡(jiǎn)化施工過(guò)程;其出色的強(qiáng)度和低伸展性,可以用于制作各種繩索、索具和繩網(wǎng),用于懸掛和支撐建筑工程物、橋梁等重量較大的構(gòu)件;由于其出色的耐磨性和抗沖擊性能,超高分子量聚乙烯纖維可以提供有效的保護(hù),減輕撞擊、震動(dòng)和其他外力對(duì)建筑工程物的影響,常用于制作防護(hù)材料,如防彈板、防撞墻、防刺網(wǎng)等;其低導(dǎo)熱性能使其成為有效的隔熱材料,可以降低建筑工程物的能耗,提高能源效率,可用于制作隔熱材料,如隔熱膜、隔熱板等。除此,超高分子量聚乙烯纖維可以與土壤混合使用,用于地基增強(qiáng),也可以用于制作防水材料,如防水膜、防水涂料等。
7、其他
在航空航天中,由于該纖維復(fù)合材料輕質(zhì)高強(qiáng)和抗沖擊性能好,因此可適用于各種飛機(jī)的翼尖結(jié)構(gòu)、飛船結(jié)構(gòu)和浮標(biāo)飛機(jī)等。
在醫(yī)療器材領(lǐng)域,超高分子量聚乙烯纖維增強(qiáng)復(fù)合材料用于牙托材料、醫(yī)用植入物和整形縫合等方面,其生物相容性和耐久性都較好,并具有高的穩(wěn)定性,不會(huì)引起過(guò)敏,已進(jìn)入臨床應(yīng)用。
在工業(yè)應(yīng)用中,超高分子量聚乙烯纖維及其復(fù)合材料可用作耐壓容器、傳送帶、過(guò)濾材料、汽車(chē)緩沖板等。由于超高分子量聚乙烯纖維及其復(fù)合材料具有優(yōu)良的耐磨性、耐沖擊性,在機(jī)械制造行業(yè)中可制作各種齒輪、凸輪、葉輪、滾輪、滑輪、軸承、軸瓦、軸套、削軸、墊片、密封墊、彈性聯(lián)軸節(jié)、螺釘?shù)葯C(jī)械零部件。