寧波材料所超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纖維研發(fā)團隊經(jīng)過兩年多的艱苦拼搏,已經(jīng)取得了突破性進展,生產(chǎn)線已經(jīng)批量穩(wěn)定制備系列各項力學(xué)性能全面超過SK75、達到國際先進水平(特別是拉伸模量超過SK76,達到國際領(lǐng)先水平)的UHMWPE纖維。
UHMWPE纖維具有超輕、高比強度、高比模量、優(yōu)越的能量吸收性、較好的耐磨、耐腐蝕、耐光等多重優(yōu)異性能,與碳纖維和芳綸纖維一起并稱為三大高性能纖維,已經(jīng)在航空航天、國防軍事、安全防護、海洋工程、體育器材以及電力通訊等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用,成為關(guān)系到國家安全和經(jīng)濟發(fā)展的重要高技術(shù)材料。雖然我國打破了荷蘭、美國和日本對UHMWPE纖維的壟斷,但國產(chǎn)纖維的性能與國際先進水平還有明顯差距,所以,面對即將到來的大批量生產(chǎn),急需開展纖維制備工藝的深入系統(tǒng)研究,提升國產(chǎn)纖維的性能,從而為國產(chǎn)UHMWPE纖維產(chǎn)業(yè)提供系統(tǒng)的技術(shù)支撐。
中科院寧波材料所在中科院知識創(chuàng)新工程重要方向性項目和國家重點863項目的支持下,于2009年初組建了一支由高分子材料、化學(xué)纖維方向的研究人員和經(jīng)驗豐富的工程師組成的工程化研發(fā)團隊,UHMWPE纖維研發(fā)團隊成員不怕吃苦,經(jīng)過兩年多時間的不懈努力,設(shè)計搭建了30噸/年規(guī)模UHMWPE纖維凍膠紡絲生產(chǎn)線,建立了UHMWPE樹脂和纖維性能及結(jié)構(gòu)形貌的表征方法,探索成功了三種紡絲溶液制備方法,建立了纖維制備過程中各工序段的質(zhì)量監(jiān)測體系,形成了根據(jù)原料性質(zhì)調(diào)整纖維制備工藝的原則和方法,建立了工藝參數(shù)、結(jié)構(gòu)演變與纖維性能之間的耦合關(guān)系,形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的UHMWPE纖維制備工藝,已能批量穩(wěn)定制備達到國際先進水平的系列化UHMWPE纖維。
研發(fā)團隊擬在已取得階段性成果的基礎(chǔ)上,再經(jīng)過兩年的努力,進一步提升UHMWPE纖維性能,形成面向不同應(yīng)用領(lǐng)域的高強高模和低成本中強度的系列UHMWPE纖維制備工藝,并探索突破現(xiàn)有凍膠紡絲工藝的工藝路線。