超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纖維概述-高性能工程塑料，下游應用范圍廣闊

• 薛圳揚 2023年6月26日 來源：中研網 785 47
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UHMWPE纖維是軍民兩用的新材料，被廣泛應用于軍事裝備、海洋產業、安全防護、體育器材等領域。

超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纖維，又稱高強高模聚乙烯纖維，是繼碳纖維、芳綸纖維之后的第三代高性能纖維。是目前世界上比強度和比模量最高的纖維，其分子量在100萬～500萬的聚乙烯所紡出的纖維。

根據中研普華研究院撰寫的《2023-2028年中國復合裝甲行業深度分析與發展前景預測報告》顯示：

UHMWPE纖維斷裂伸長率高于碳纖維和芳綸，柔韌性好，在高應變率和低溫下力學性能仍然良好，抗沖擊能力優于碳纖維、芳綸等，是一種非常理想的防彈、防刺安全防護材料。

具體特點如下：

高比強度，高比模量。UHMWPE纖維的比強度是優質鋼材的15倍，是玻璃和尼龍66的4倍，是碳纖維的2.6倍，是芳綸纖維的1.7倍，比模量僅次于特級碳纖維。

抗沖擊性和抗切割性。UHMWPE烯纖維斷裂伸長低、斷裂功大，具有很強的吸收能量的能力，在抗沖擊性能方面，UHMWPE纖維復合材料的比沖擊總吸收能量是碳纖維的1.8倍、芳綸的2.6倍，防彈能力是芳綸裝甲結構的3.6倍。由于質輕高強及比能量吸收高的特點，UHMWPE纖維已逐步取代芳綸，成為個體防彈防護領域的首選纖維。

密度低，UHMWPE纖維密度僅有0.97-0.98g/cm3，可浮于水面。

抗紫外線輻射，防中子和γ射線，比能量吸收高、介電常數低（2.25,10GHz）、電磁波透射率高，耐化學腐蝕、耐磨性、有較長的撓曲壽命。

1、應用領域

UHMWPE纖維是軍民兩用的新材料，被廣泛應用于軍事裝備、海洋產業、安全防護、體育器材等領域。

圖表：超高分子量聚乙烯纖維的主要應用領域

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資料來源：CNKI

軍事防護領域：UHMWPE纖維軍事上可以制成防護衣料、頭盔、防彈材料，如直升飛機、坦克和艦船的裝甲防護板、雷達的防護外殼罩、導彈罩、防彈衣、防刺衣、盾牌等，其中以防彈衣的應用最為引人注目，UHMWPE纖維制備的防彈頭盔在重量上要比傳統材料輕300～400g，并且防彈效果優于傳統材料，現已成為占領美國防彈背心市場的主要纖維。另外，國外用該纖維增強的樹脂復合材料制成的防彈、防暴頭盔已成為鋼盔和芳綸增強的復合材料頭盔的替代品。

航空航天領域：在航天工程中，由于該纖維復合材料輕質高強和抗沖擊性能好，因此可適用于各種飛機的翼尖結構、飛船結構和浮標飛機等，并且UHMWPE纖維制備的飛機艙內結構件由于質量較輕可以大幅減少飛行成本。

2、國內產能擴張

在國際上，UHMWPE的生產企業主要包括美國Celanese Corporation、巴西Braskem、荷蘭帝斯曼等國外企業，其中，2022年初，Celanese位于得州的1.5萬噸/年新生產線達產，美國Celanese Corporation的總產能增加至約12.3萬噸/年，為全球產能最大企業；巴西Braskem總產能約為4.5萬噸/年。國內主要的生產企業有河南沃森超高化工科技有限公司、上海聯樂化工科技有限公司、安徽省特佳勁精細化工有限責任公司、九江中科鑫星新材料有限公司、中國齊魯石化公司等企業，截至2022年，國內UHMWPE產能合計約為16.8萬噸。

在國家的大力支持與科研人員的共同努力下，我國的UHMWPE纖維產業得到了飛速的發展，我國也成為UHMWPE纖維的生產大國，在全球市場上已經具有較大話語權。但我國是不能稱為UHMWPE纖維強國。無論是生產技術還是生產設備都與世界先進水平存在一定的差異，國產UHMWPE纖維的力學性能僅達到發達國家同類產品的中等水平；且纖維的纖度和強度的均勻率較差，在高端產品方面缺乏競爭力，國產UHMWPE纖維主要被用于制備繩索產品，而用于制備防彈頭盔、防彈衣的高端UHMWPE仍需依賴進口。

3、行業應用領域的發展現狀和趨勢

超高分子量聚乙烯纖維是目前世界上比強度和比模量最高的纖維，具有超高強度、超高模量、低密度、耐磨損、耐低溫、耐紫外線、抗屏蔽、柔韌性好、沖擊能量吸收高及耐強酸、強堿、化學腐蝕等眾多的優異性能，被廣泛應用于軍事裝備、海洋產業、安全防護、體育器械等領域。

UHMWPE纖維是防彈裝備的首選材料，正在替代芳綸纖維，同時隨著技術的不斷進步，UHMWPE纖維未來在航空航天、國防裝備的應用將不斷拓展。從國際方面來看，UHMWPE纖維70%用于防彈衣、防彈頭盔、軍用設施和設備的防彈裝甲、航空航天等軍事領域，而目前我國軍用占比仍然很低，未來需求修復有望帶動高端軍用UHMWPE纖維的快速增長，同時隨著國內UHMWPE纖維性能的提升，國產替代也將帶動行業增速上行。

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