相对超高分子质量聚乙烯纤维.ppt

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1、相对相对超高超高分子质量聚乙烯纤维分子质量聚乙烯纤维UHMWPEFIBER，HSHMPEFIBER 高技术纤维高技术纤维 第三讲第三讲(一一)超高分子量聚乙烯原料的结构性能超高分子量聚乙烯原料的结构性能(二二)冻胶纺丝原理冻胶纺丝原理(三三)超高分子量聚乙烯纤维的制备超高分子量聚乙烯纤维的制备冻胶纺丝的技术路线、加工技术及原理冻胶纺丝的技术路线、加工技术及原理1）原料的选择原料的选择2）均质溶液的制备）均质溶液的制备3）初生冻胶原丝的形成）初生冻胶原丝的形成4）冻胶原丝的萃取）冻胶原丝的萃取5）萃取冻胶丝的干燥处理）萃取冻胶丝的干燥处理6）干冻胶丝条的超倍热拉伸）干冻胶丝条的超倍热拉伸（四）超

2、高分子量聚乙烯纤维的后加工（四）超高分子量聚乙烯纤维的后加工（五）超高分子量聚乙烯纤维的改性及新进展（五）超高分子量聚乙烯纤维的改性及新进展高高强强高模高模高分子纤维的概念高分子纤维的概念科学家和工程技科学家和工程技术人人员一直想制一直想制备出合成高出合成高强强高模高模纤维。这种种纤维的的分子量要足分子量要足够大，分子大，分子链应该是是紧密堆砌，并密堆砌，并且且严格沿格沿纤维方向完美方向完美排列排列H.StaudingerH.Staudinger,in,inDie Die HochmolekularenHochmolekularen OrganischenOrganischen Verbind

3、ungenVerbindungen,Springer-,Springer-VerlagVerlag,Berlin,1932,pp111.,Berlin,1932,pp111.FiberFiber Axis Axisn n而这种结构模型只有在二种极端情况下才能实现，而这种结构模型只有在二种极端情况下才能实现，而这种结构模型只有在二种极端情况下才能实现，而这种结构模型只有在二种极端情况下才能实现，即非常刚性的分子和柔性的分子。即非常刚性的分子和柔性的分子。即非常刚性的分子和柔性的分子。即非常刚性的分子和柔性的分子。刚性分子不易折叠，分子会自然充分伸展，加工刚性分子不易折叠，分子会自然充分伸展，加工

4、刚性分子不易折叠，分子会自然充分伸展，加工刚性分子不易折叠，分子会自然充分伸展，加工过程中沿作用力方向择优取向，形成平行链，特过程中沿作用力方向择优取向，形成平行链，特过程中沿作用力方向择优取向，形成平行链，特过程中沿作用力方向择优取向，形成平行链，特别是如果分子间作用力很强别是如果分子间作用力很强别是如果分子间作用力很强别是如果分子间作用力很强,形成液晶单元；另一形成液晶单元；另一形成液晶单元；另一形成液晶单元；另一个极端是非极性的柔性链高分子，由于分子间作个极端是非极性的柔性链高分子，由于分子间作个极端是非极性的柔性链高分子，由于分子间作个极端是非极性的柔性链高分子，由于分子间作用力非常小

5、容易伸展并取向用力非常小，容易伸展并取向用力非常小，容易伸展并取向用力非常小，容易伸展并取向,如聚乙烯如聚乙烯如聚乙烯如聚乙烯。然然然然而而而而，实实际际的的的的发发展展展展是是是是非非非非常常常常缓缓慢慢慢慢的的的的。7070年年年年代代代代和和和和8080年年年年代代代代初初初初，杜杜杜杜邦邦邦邦和和和和帝帝帝帝斯斯斯斯曼曼曼曼公公公公司司司司才才才才商商商商业业化化化化开开开开发发出出出出芳芳芳芳香香香香族族族族聚聚聚聚酰酰胺胺胺胺和和和和超超超超高高高高分子量聚乙分子量聚乙分子量聚乙分子量聚乙烯纤维烯纤维。纤维强度的发展历史纤维强度的发展历史纤维模量的发展历史纤维模量的发展历史室温下

6、几种材料的杨氏模量室温下几种材料的杨氏模量材料材料杨氏模量杨氏模量(GPa)橡胶橡胶0.1无定型热塑体无定型热塑体,T14)14)汽油汽油汽油汽油煤油煤油煤油煤油二甲苯二甲苯二甲苯二甲苯三卤乙烷三卤乙烷三卤乙烷三卤乙烷A AA AA AA AA AA AB BA AA AA AA AA AA AC CC CA AB BC CA AA AB BA A热热性性能能n n普普普普通通通通聚聚聚聚乙乙乙乙烯烯烯烯纤纤纤纤维维维维的的的的熔熔熔熔点点点点为为为为134134左左左左右右右右，UHMW-PEUHMW-PE纤纤纤纤维维维维的的的的熔熔熔熔点点点点比比比比其其其其高高高高10102020。所所

7、所所测测测测的的的的熔熔熔熔点点点点值值值值与与与与施施施施加加加加在在在在被被被被测测测测纤纤纤纤维维维维上上上上的的的的张张张张力力力力有有有有关关关关，张张张张力力力力愈愈愈愈大大大大熔熔熔熔点点点点愈愈愈愈高高高高，如如如如在在在在硅硅硅硅油油油油中中中中自自自自由由由由收收收收缩缩缩缩时时时时测测测测得得得得的的的的熔熔熔熔点点点点为为为为144144，用用用用环环环环氧氧氧氧树树树树脂脂脂脂包包包包合合合合纤纤纤纤维维维维时时时时测测测测得得得得的的的的熔熔熔熔点点点点为为为为155155。纤纤纤纤维维维维力力力力学学学学性性性性能能能能与与与与使使使使用用用用加加加加工工工工温温

8、温温度度度度有有有有关关关关，在在在在8080温温温温度度度度下下下下，强强强强度度度度、模模模模量量量量约约约约下下下下降降降降3030，在在在在低低低低温温温温（一一一一3030）下下下下强强强强度度度度和和和和模模模模量量量量随随随随之之之之升升升升高高高高。经经经经热热热热处处处处理理理理（130130，3 3h h）后后后后，强强强强度度度度和和和和模模模模量量量量均为未经处理纤维的均为未经处理纤维的均为未经处理纤维的均为未经处理纤维的8080。其其它它n nUHMW-PEUHMW-PE纤纤纤纤维维维维在在在在高高高高温温温温和和和和张张张张力力力力下下下下使使使使用用用用会会会会发

9、发发发生生生生蠕蠕蠕蠕变变变变。蠕蠕蠕蠕变变变变行行行行为为为为的的的的大大大大小小小小与与与与冻冻冻冻胶胶胶胶纺纺纺纺丝丝丝丝中中中中使使使使用用用用的的的的溶溶溶溶剂剂剂剂种种种种类类类类有有有有关关关关，若若若若使使使使用用用用的的的的溶溶溶溶剂剂剂剂为为为为石石石石蜡蜡蜡蜡油油油油、石石石石蜡蜡蜡蜡，则则则则由由由由于于于于溶溶溶溶剂剂剂剂不不不不易易易易挥挥挥挥发发发发易易易易残残残残存存存存于于于于纤纤纤纤维维维维内内内内，蠕蠕蠕蠕变变变变倾倾倾倾向向向向显显显显著著著著；而而而而用用用用挥挥挥挥发发发发性性性性溶溶溶溶剂剂剂剂十十十十氢氢氢氢萘萘萘萘时时时时，则则则则所所所所得得

10、得得纤纤纤纤维维维维的的的的蠕蠕蠕蠕变变变变性性性性能能能能极极极极大大大大地地地地改改改改善善善善。高高高高强强强强高高高高模模模模PEPE纤纤纤纤维维维维在在在在8080、500500MPaMPa张张张张力时的蠕变行为。力时的蠕变行为。力时的蠕变行为。力时的蠕变行为。n nUHMWUHMWPEPE纤维除具有上述性能外，还具有其纤维除具有上述性能外，还具有其纤维除具有上述性能外，还具有其纤维除具有上述性能外，还具有其它优异的物性。它优异的物性。它优异的物性。它优异的物性。（六）超高分子质量聚乙烯纤维及制品的应用（六）超高分子质量聚乙烯纤维及制品的应用n n目目目目前前前前，世世世世界界界界上

11、上上上强强强强力力力力最最最最高高高高的的的的高高高高性性性性能能能能纤纤纤纤维维维维材材材材料料料料UHMW-PEUHMW-PE纤纤纤纤维维维维因因因因其其其其比比比比强强强强度度度度、比比比比模模模模量量量量高高高高，在在在在现现现现代代代代化化化化战战战战争争争争和和和和宇宇宇宇航航航航、航航航航空空空空、航航航航天天天天、海海海海域域域域、防防防防御御御御装装装装备备备备等等等等方方方方面面面面发发发发挥挥挥挥了了了了举举举举足足足足轻轻轻轻重重重重的的的的作作作作用用用用。同同同同时时时时，也也也也促促促促进进进进了了了了各各各各相相相相关关关关支支支支柱柱柱柱产产产产业业业业的的的

12、的高高高高新新新新技技技技术术术术的开发研究。的开发研究。的开发研究。的开发研究。n nUHMWUHMWPEPE纤维具有良好的纺织加工性能，适用于机纤维具有良好的纺织加工性能，适用于机纤维具有良好的纺织加工性能，适用于机纤维具有良好的纺织加工性能，适用于机织、针织、编织、无纺织物及复合增强等加工。在该织、针织、编织、无纺织物及复合增强等加工。在该织、针织、编织、无纺织物及复合增强等加工。在该织、针织、编织、无纺织物及复合增强等加工。在该纤维的应用加工过程中应注意以下一些技术关键。纤维的应用加工过程中应注意以下一些技术关键。纤维的应用加工过程中应注意以下一些技术关键。纤维的应用加工过程中应注意以

13、下一些技术关键。2.3.2主要产品及应用主要产品及应用高强纤维和板材高强纤维和板材n nSpectraFiber900SpectraFiber1000SpectraFiber900SpectraFiber1000n nSpectraFiber2000SpectraFiber2000n nSpectraGuardEngineeredYarnSpectraGuardEngineeredYarnn nSpectraGuardCXEngineeredYarnSpectraGuardCXEngineeredYarnn nSpectraShieldLCRSpectraShieldLCRn nSpectra

14、ShieldPCRSpectraShieldPCRn nSpectraShieldPlusLCRSpectraShieldPlusLCRn nSpectraShieldPlusPCRSpectraShieldPlusPCRn nSpectraShieldPlusFlexSpectraShieldPlusFlexn nSpectraShieldFlexSpectraShieldFlexn nGoldFlexGoldFlexSpectra fiber 900 的物理性能的物理性能总纤度总纤度总纤度总纤度650650650650120012001600160048004800 断裂强度断裂强度断裂强

15、度断裂强度g/den g/den 282830.530.53030272725.525.5 模量模量模量模量g/deng/den775775920920850850718718785785 伸长伸长伸长伸长%4.14.13.63.63.93.94.44.43.93.9 密度密度密度密度g/cmg/cm3 3 0.970.970.970.970.970.970.970.970.970.97 长丝丝束长丝丝束长丝丝束长丝丝束束束束束60606060120120150150480480 长丝长丝长丝长丝dpfdpf10.810.810.810.810.710.710.010.010.010.0Spe

16、ctraFiber1000的物理性能的物理性能强度比强度比900高高1520总纤度总纤度总纤度总纤度2152152752755505501100110013001300 断裂强度断裂强度断裂强度断裂强度g/den g/den 282830.530.5303027273535 模量模量模量模量g/deng/den77577592092085085071871811501150 伸长伸长伸长伸长%2.92.93.13.13.33.33.33.33.43.4 密度密度密度密度g/cmg/cm3 3 0.970.970.970.970.970.970.970.970.970.97 长丝丝束长丝丝束长丝

17、丝束长丝丝束束束束束60606060120120240240240240 长丝长丝长丝长丝dpfdpf3.63.64.64.64.64.64.64.65.45.4应用：应用：应用：应用：n n 军、警用防弹背心及头盔；军、警用防弹背心及头盔；军、警用防弹背心及头盔；军、警用防弹背心及头盔；n n 装甲车及装甲飞机；装甲车及装甲飞机；装甲车及装甲飞机；装甲车及装甲飞机；n n 渔线和商业用渔网；渔线和商业用渔网；渔线和商业用渔网；渔线和商业用渔网；n n 工业化绳索及吊索；工业化绳索及吊索；工业化绳索及吊索；工业化绳索及吊索；n n 其他运动器械；其他运动器械；其他运动器械；其他运动器械；n n

18、 防割产品。防割产品。防割产品。防割产品。SpectraFiber2000的物理性能的物理性能总纤度总纤度总纤度总纤度7575100100130130180180195195 断裂强度断裂强度断裂强度断裂强度g/den g/den 414139393838383837.537.5 模量模量模量模量g/deng/den1450145014501450132013201350135013201320 伸长伸长伸长伸长%2.92.93.03.02.82.82.92.92.92.9 密度密度密度密度g/cmg/cm3 3 0.970.970.970.970.970.970.970.970.970.97

19、 长丝丝束长丝丝束长丝丝束长丝丝束束束束束40404040404050506060 长丝长丝长丝长丝dpfdpf1.91.92.52.53.33.33.63.63.33.3Spectra Fiber 2000是是Spectra纤维系列中最新的品种，它的开发为装甲车、纤维系列中最新的品种，它的开发为装甲车、航空宇宙和高性能要求的运动物品提供特级、超强和超低重量的纤维。航空宇宙和高性能要求的运动物品提供特级、超强和超低重量的纤维。应用：柔软且超轻分子量的警用和军用防弹背心；应用：柔软且超轻分子量的警用和军用防弹背心；航空特殊用途，包括雷达屏蔽；特级渔线和风筝线。航空特殊用途，包括雷达屏蔽；特级渔线

20、和风筝线。Honeywell第二代第二代软质盔甲方面的盔甲方面的应用，是把已申用，是把已申请专利的利的Spectra纤维同同Shield技技术结合生合生产出来的。它比出来的。它比SpectraShieldLCR纤维要要轻25，SpectraShieldPlusLCR是一种由两是一种由两层相互交叉（相互交叉（0/90）定向的）定向的Spectra聚乙聚乙烯长链纤维和中和中间夹层热塑性膜塑性膜组成的。成的。应用：用：军用用软质防防弹盔甲。盔甲。产品特性：品特性：质轻、柔、柔软的防的防弹性能可性能可以抵抗多方面的冲以抵抗多方面的冲击；对潮湿及化学潮湿及化学药品有很品有很强强的抵抗力；的抵抗力；优异的

21、防异的防弹抗抗力；力；对多角度子多角度子弹的冲的冲击抗力。抗力。Spectra Shield Plus LCR（七）（七）UHMWPE纤维的发展前景纤维的发展前景n nUHMWUHMWPEPE纤纤纤纤维维维维具具具具有有有有诸诸诸诸多多多多的的的的优优优优异异异异特特特特性性性性，在在在在很很很很多多多多高高高高新新新新技技技技术术术术领领领领域域域域被被被被引引引引起起起起极极极极大大大大的的的的注注注注目目目目，特特特特别别别别在在在在轻轻轻轻质质质质高高高高强强强强复复复复合合合合材材材材料料料料应应应应用用用用领领领领域域域域中中中中发发发发挥挥挥挥着着着着举举举举足足足足轻轻轻轻重重

22、重重的的的的作作作作用用用用。但但但但因因因因该该该该纤纤纤纤维维维维存存存存在在在在熔熔熔熔点点点点低低低低、与与与与聚聚聚聚合合合合物物物物基基基基体体体体粘粘粘粘结结结结性性性性能能能能差差差差、蠕蠕蠕蠕变变变变等等等等缺缺缺缺陷陷陷陷，限限限限制制制制了了了了它它它它在在在在某某某某些些些些领领领领域域域域的的的的应应应应用用用用。为为为为了了了了改改改改进进进进这这这这些些些些不不不不足足足足，拓拓拓拓宽宽宽宽该该该该纤纤纤纤维维维维的的的的应应应应用，开展了以下方面的研究工作。用，开展了以下方面的研究工作。用，开展了以下方面的研究工作。用，开展了以下方面的研究工作。（1）提高耐热性

23、耐蠕变性）提高耐热性、耐蠕变性n n通通通通过过过过交交交交联联联联（化化化化学学学学交交交交联联联联或或或或物物物物理理理理交交交交联联联联）可可可可提提提提高高高高聚聚聚聚合合合合物物物物的的的的耐耐耐耐热热热热、耐耐耐耐磨磨磨磨和和和和耐耐耐耐蠕蠕蠕蠕变变变变性性性性。如如如如用用用用高高高高辐辐辐辐射射射射能能能能进进进进行行行行改改改改性性性性，辐辐辐辐射射射射使使使使分分分分子子子子链链链链之之之之间间间间产产产产生生生生横横横横向向向向交交交交联联联联，如如如如加加加加速速速速电电电电子子子子束束束束离离离离子子子子、X X射射射射线线线线辐辐辐辐照照照照等等等等。辐辐辐辐照照

24、照照的的的的剂剂剂剂量量量量和和和和条条条条件件件件根根根根据据据据拉拉拉拉伸伸伸伸后后后后的的的的高高高高强强强强度度度度聚聚聚聚乙乙乙乙烯烯烯烯纤纤纤纤维维维维与与与与碳碳碳碳纤纤纤纤维维维维、玻玻玻玻璃璃璃璃纤纤纤纤维维维维或或或或KevlarKevlar纤纤纤纤维维维维混混混混用用用用，以以以以改改改改善善善善其其其其耐耐耐耐热热热热、耐耐耐耐磨磨磨磨和和和和耐耐耐耐蠕蠕蠕蠕变变变变性性性性。如如如如PEPE与与与与KevlarKevlar纤纤纤纤维维维维以以以以90:1090:10混混混混用用用用时时时时，当当当当受受受受强强强强度度度度2020的的的的负负负负荷荷荷荷作作作作用用用

25、用50005000h h后后后后，其其其其伸伸伸伸长长长长率率率率为为为为5 5，以以以以50:5050:50混用时，在同样条件下伸长率为混用时，在同样条件下伸长率为混用时，在同样条件下伸长率为混用时，在同样条件下伸长率为1.21.2。（2）改进粘结性）改进粘结性n n对对对对UHMWPEUHMWPE纤纤纤纤维维维维进进进进行行行行表表表表面面面面改改改改性性性性是是是是制制制制备备备备纤纤纤纤维维维维增增增增强强强强树树树树脂脂脂脂基基基基复复复复合合合合材材材材料料料料的的的的关关关关键键键键技技技技术术术术。由由由由于于于于聚聚聚聚乙乙乙乙烯烯烯烯大大大大分分分分子子子子无无无无极极极极

26、性性性性基基基基团团团团，无无无无化化化化学学学学活活活活性性性性，表表表表面面面面能能能能很很很很低低低低，纤纤纤纤维维维维与与与与树树树树脂脂脂脂之之之之间间间间难难难难以以以以产产产产生生生生化化化化学学学学键键键键结结结结合合合合，纤纤纤纤维维维维分分分分子子子子与与与与树树树树脂脂脂脂分分分分子子子子间间间间不不不不易易易易产产产产生生生生较较较较强强强强的的的的相相相相互互互互作作作作用用用用力力力力，纤纤纤纤维维维维也也也也不不不不易易易易被被被被树树树树脂脂脂脂浸浸浸浸润润润润，UHMWPEUHMWPE纤纤纤纤维维维维表表表表面面面面光光光光滑滑滑滑，纤纤纤纤度度度度较较较较高

27、高高高，比比比比表表表表面面面面积积积积小小小小，也也也也不不不不利利利利于于于于纤纤纤纤维维维维与与与与树树树树脂脂脂脂间的粘结。间的粘结。间的粘结。间的粘结。（2）改进粘结性）改进粘结性n n改善纤维粘结强度的有效方法之一是在纤维的改善纤维粘结强度的有效方法之一是在纤维的改善纤维粘结强度的有效方法之一是在纤维的改善纤维粘结强度的有效方法之一是在纤维的表面引入反应性基团，使之能与基体材料分子表面引入反应性基团，使之能与基体材料分子表面引入反应性基团，使之能与基体材料分子表面引入反应性基团，使之能与基体材料分子上的基团反应，同时又能增加纤维表面能，并上的基团反应，同时又能增加纤维表面能，并上的

28、基团反应，同时又能增加纤维表面能，并上的基团反应，同时又能增加纤维表面能，并改善纤维的浸润性。引入反应性基团通常采用改善纤维的浸润性。引入反应性基团通常采用改善纤维的浸润性。引入反应性基团通常采用改善纤维的浸润性。引入反应性基团通常采用化学刻蚀或接枝，涂层和氧化等方法，但因化学刻蚀或接枝，涂层和氧化等方法，但因化学刻蚀或接枝，涂层和氧化等方法，但因化学刻蚀或接枝，涂层和氧化等方法，但因UHMWUHMWPEPE纤维的化学惰性，很难改善纤维表纤维的化学惰性，很难改善纤维表纤维的化学惰性，很难改善纤维表纤维的化学惰性，很难改善纤维表面的粘合性。面的粘合性。面的粘合性。面的粘合性。n n低低低低温温温

29、温等等等等离离离离子子子子表表表表面面面面改改改改性性性性能能能能有有有有效效效效地地地地提提提提高高高高UHMWUHMWPEPE纤纤纤纤维维维维的的的的表表表表面面面面能能能能，并并并并引引引引入入入入极极极极性性性性基基基基团团团团，产产产产主主主主刻刻刻刻蚀蚀蚀蚀，从从从从而而而而提提提提高高高高和和和和改改改改善善善善UHMWUHMWPEPE纤纤纤纤维维维维与与与与树树树树脂脂脂脂基基基基体体体体粘粘粘粘合合合合能能能能力力力力，而而而而对对对对纤纤纤纤维维维维的的的的性性性性能能能能损损损损伤伤伤伤很很很很小小小小。如如如如：在在在在OO2 2、N N2 2、HH2 2、ArAr、N

30、HNH3 3等等等等离离离离子子子子氛氛氛氛围围围围下下下下处处处处理理理理UHMWUHMWPEPE纤纤纤纤维维维维，能能能能使使使使纤纤纤纤维维维维表表表表面面面面大大大大分分分分子子子子失失失失去去去去氢氢氢氢而而而而形形形形成成成成自自自自由由由由基基基基，与空气中的氧、水分等作用成为极性基团。与空气中的氧、水分等作用成为极性基团。与空气中的氧、水分等作用成为极性基团。与空气中的氧、水分等作用成为极性基团。n n用用用用不不不不同同同同的的的的气气气气体体体体对对对对纤纤纤纤维维维维进进进进行行行行处处处处理理理理时时时时，对对对对复复复复合合合合材材材材料料料料界界界界面面面面强强强强

31、度度度度的的的的改改改改善善善善和和和和纤纤纤纤维维维维本本本本身身身身强强强强度度度度的的的的影影影影响响响响各各各各不不不不相相相相同同同同。在在在在氧氧氧氧的的的的氛氛氛氛围围围围下下下下等等等等离离离离子子子子处处处处理理理理后后后后，UHMWUHMWPEPE纤纤纤纤维维维维与与与与环环环环氧氧氧氧树树树树脂脂脂脂界界界界面面面面粘粘粘粘结结结结强强强强度度度度提提提提高高高高4 4倍倍倍倍以以以以上上上上。在在在在氨氨氨氨的的的的氛氛氛氛围围围围下下下下等等等等离离离离子子子子处处处处理理理理后后后后，纤维自身强度不变。纤维自身强度不变。纤维自身强度不变。纤维自身强度不变。n n有机

32、气体或蒸气可通过等离子态形成聚合物，在纤有机气体或蒸气可通过等离子态形成聚合物，在纤有机气体或蒸气可通过等离子态形成聚合物，在纤有机气体或蒸气可通过等离子态形成聚合物，在纤维表面形成涂层，从而改变其表面性能。如：丙烯维表面形成涂层，从而改变其表面性能。如：丙烯维表面形成涂层，从而改变其表面性能。如：丙烯维表面形成涂层，从而改变其表面性能。如：丙烯胺等离子处理胺等离子处理胺等离子处理胺等离子处理UHMWUHMWPEPE纤维时，在纤维表面形纤维时，在纤维表面形纤维时，在纤维表面形纤维时，在纤维表面形成的聚合物层中含有大量的一级胺、少量的二、三成的聚合物层中含有大量的一级胺、少量的二、三成的聚合物层

33、中含有大量的一级胺、少量的二、三成的聚合物层中含有大量的一级胺、少量的二、三级胺及亚胺、腈等官能团，还有级胺及亚胺、腈等官能团，还有级胺及亚胺、腈等官能团，还有级胺及亚胺、腈等官能团，还有COCO、CNCN等不饱和等不饱和等不饱和等不饱和官能团，与空气结合后还生成少量的羰基、酰胺、官能团，与空气结合后还生成少量的羰基、酰胺、官能团，与空气结合后还生成少量的羰基、酰胺、官能团，与空气结合后还生成少量的羰基、酰胺、醚、羰基等官能团，使纤维的界面粘合性能有所改醚、羰基等官能团，使纤维的界面粘合性能有所改醚、羰基等官能团，使纤维的界面粘合性能有所改醚、羰基等官能团，使纤维的界面粘合性能有所改善，但对纤

34、维本身强度有轻微的损伤。善，但对纤维本身强度有轻微的损伤。善，但对纤维本身强度有轻微的损伤。善，但对纤维本身强度有轻微的损伤。纤纤纤纤维维维维与与与与树树树树脂脂脂脂的的的的粘粘粘粘合合合合性性性性能能能能与与与与树树树树脂脂脂脂的的的的选选选选择择择择和和和和合合合合理理理理的的的的复复复复合合合合方方方方法法法法有有有有关关关关。目目目目前前前前，与与与与UHMWUHMWPEPE纤纤纤纤维维维维复复复复合合合合的的的的树树树树脂脂脂脂品品品品种种种种有有有有环环环环氧氧氧氧树树树树脂脂脂脂、聚聚聚聚乙乙乙乙烯烯烯烯树树树树脂脂脂脂、聚聚聚聚酯酯酯酯、乳乳乳乳胶胶胶胶树树树树脂脂脂脂等等等等

35、基基基基体体体体树树树树脂脂脂脂的的的的选选选选择择择择及及及及纤纤纤纤维维维维与与与与基基基基体体体体间间间间粘粘粘粘合合合合强强强强度度度度要要要要求求求求的的的的确确确确定定定定要要要要根根根根据据据据复复复复合合合合材材材材料料料料制制制制品品品品的的的的最最最最终终终终用途而定。用途而定。用途而定。用途而定。以以以以防防防防弹弹弹弹头头头头盔盔盔盔和和和和轻轻轻轻型型型型装装装装甲甲甲甲材材材材料料料料为为为为例例例例，粘粘粘粘合合合合牢牢牢牢度度度度过过过过强强强强则则则则材材材材料料料料中中中中的的的的微微微微裂裂裂裂纹纹纹纹生生生生长长长长易易易易引引引引起起起起纤纤纤纤维维

36、维维断断断断裂裂裂裂，复复复复合合合合材材材材料料料料的的的的脆脆脆脆性性性性增增增增加加加加，抗抗抗抗冲冲冲冲击击击击性性性性能能能能变变变变差差差差；粘粘粘粘合合合合牢牢牢牢度度度度过过过过弱弱弱弱则则则则易易易易发发发发生生生生界界界界面面面面脱脱脱脱粘粘粘粘，应应应应力力力力不不不不能能能能有有有有效效效效转转转转递递递递，难难难难以以以以发发发发挥挥挥挥纤纤纤纤维维维维的的的的增增增增强强强强作作作作用用用用。在在在在适适适适当当当当的的的的界界界界面面面面粘粘粘粘合合合合强强强强度度度度下下下下，界界界界面面面面脱脱脱脱粘粘粘粘时时时时可可可可有有有有效效效效地地地地吸吸吸吸收收收

37、收和和和和转转转转化化化化冲冲冲冲击击击击能量，起到良好的防弹效果。能量，起到良好的防弹效果。能量，起到良好的防弹效果。能量，起到良好的防弹效果。n n日本三菱化成公司对浸渍环氧树脂前的日本三菱化成公司对浸渍环氧树脂前的日本三菱化成公司对浸渍环氧树脂前的日本三菱化成公司对浸渍环氧树脂前的UHMW-UHMW-PEPE纤维进行火焰处理，制得的预浸料和片材适用纤维进行火焰处理，制得的预浸料和片材适用纤维进行火焰处理，制得的预浸料和片材适用纤维进行火焰处理，制得的预浸料和片材适用于做船舶的结构构件和建筑板材于做船舶的结构构件和建筑板材于做船舶的结构构件和建筑板材于做船舶的结构构件和建筑板材;采用在氧或

38、二氧采用在氧或二氧采用在氧或二氧采用在氧或二氧化碳中进行电晕放电来处理化碳中进行电晕放电来处理化碳中进行电晕放电来处理化碳中进行电晕放电来处理UHMWUHMWPEPE纤维表纤维表纤维表纤维表面可大大提高纤维对聚酯、环氧和聚酰胺基材的面可大大提高纤维对聚酯、环氧和聚酰胺基材的面可大大提高纤维对聚酯、环氧和聚酰胺基材的面可大大提高纤维对聚酯、环氧和聚酰胺基材的粘结性，处理后纤维的熔点可提高粘结性，处理后纤维的熔点可提高粘结性，处理后纤维的熔点可提高粘结性，处理后纤维的熔点可提高8 8。另外，在。另外，在。另外，在。另外，在纺丝液中添加填料也可改善纤维的粘结性能纺丝液中添加填料也可改善纤维的粘结性能

39、纺丝液中添加填料也可改善纤维的粘结性能纺丝液中添加填料也可改善纤维的粘结性能。（3 3）分子自增强）分子自增强）分子自增强）分子自增强;如果高分子材料增强的方式出现如果高分子材料增强的方式出现如果高分子材料增强的方式出现如果高分子材料增强的方式出现在分子结构或超分子结构的尺度，并且增强相与基体在分子结构或超分子结构的尺度，并且增强相与基体在分子结构或超分子结构的尺度，并且增强相与基体在分子结构或超分子结构的尺度，并且增强相与基体的化学结构完全相同，这种增强方式为分子自增强，的化学结构完全相同，这种增强方式为分子自增强，的化学结构完全相同，这种增强方式为分子自增强，的化学结构完全相同，这种增强方

40、式为分子自增强，由此而产生的材料为分子自增强材料。由此而产生的材料为分子自增强材料。由此而产生的材料为分子自增强材料。由此而产生的材料为分子自增强材料。与传统的增强方式相比，分子增强充分调动了材料与传统的增强方式相比，分子增强充分调动了材料与传统的增强方式相比，分子增强充分调动了材料与传统的增强方式相比，分子增强充分调动了材料内部的潜力，又不存在增强相于基体在化学结构上的内部的潜力，又不存在增强相于基体在化学结构上的内部的潜力，又不存在增强相于基体在化学结构上的内部的潜力，又不存在增强相于基体在化学结构上的界面，所以材料的整体力学性能更好，并可能具有一界面，所以材料的整体力学性能更好，并可能具

41、有一界面，所以材料的整体力学性能更好，并可能具有一界面，所以材料的整体力学性能更好，并可能具有一些特殊的功能。此外，分子自增强纤维的长径比和比些特殊的功能。此外，分子自增强纤维的长径比和比些特殊的功能。此外，分子自增强纤维的长径比和比些特殊的功能。此外，分子自增强纤维的长径比和比表面积极大，从而赋予了它非常优异的比刚度、比强表面积极大，从而赋予了它非常优异的比刚度、比强表面积极大，从而赋予了它非常优异的比刚度、比强表面积极大，从而赋予了它非常优异的比刚度、比强度、尺寸稳定性、耐化学药品性等。度、尺寸稳定性、耐化学药品性等。度、尺寸稳定性、耐化学药品性等。度、尺寸稳定性、耐化学药品性等。n n另

42、一个显著的优点在于它的加工成型比较方便，另一个显著的优点在于它的加工成型比较方便，另一个显著的优点在于它的加工成型比较方便，另一个显著的优点在于它的加工成型比较方便，增强相是在成型加工过程中形成的，从而避免常增强相是在成型加工过程中形成的，从而避免常增强相是在成型加工过程中形成的，从而避免常增强相是在成型加工过程中形成的，从而避免常规复合材料加工中遇到的许多问题。目前，制得规复合材料加工中遇到的许多问题。目前，制得规复合材料加工中遇到的许多问题。目前，制得规复合材料加工中遇到的许多问题。目前，制得的自增强聚乙烯纤维在强度和模量上都超过了某的自增强聚乙烯纤维在强度和模量上都超过了某的自增强聚乙烯纤维在强度和模量上都超过了某的自增强聚乙烯纤维在强度和模量上都超过了某些液晶材料如些液晶材料如些液晶材料如些液晶材料如XydarXydar及聚苯硫醚（及聚苯硫醚（及聚苯硫醚（及聚苯硫醚（PPSPPS）、）、）、）、聚酰亚聚酰亚聚酰亚聚酰亚胺（胺（胺（胺（PIPI）等昂贵的工程材料，显示了巨大的潜力，等昂贵的工程材料，显示了巨大的潜力，等昂贵的工程材料，显示了巨大的潜力，等昂贵的工程材料，显示了巨大的潜力，有人甚至把它视为向有人甚至把它视为向有人甚至把它视为向有人甚至把它视为向KevlarKevlar纤维挑战的新一代纤纤维挑战的新一代纤纤维挑战的新一代纤纤维挑战的新一代纤维。维。维。维。