毛云增，蔡正國，楊曙光，馬敬紅，徐 堅

(東華大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院纖維材料改性國家重點實驗室，上海201620)

1 前言

高性能纖維具有優(yōu)良的機械性能和其它一些值得關(guān)注的特性和功能，例如耐熱、防火、耐化學(xué)腐蝕，以及光導(dǎo)、電導(dǎo)、抗菌、電磁波屏蔽等特殊的功能。高性能纖維按原料可以分為兩大類:無機聚合物纖維和有機聚合物纖維。無機類的主要代表有碳化硅、硅硼氮、氧化鋁，以及高強度玻璃纖維。典型的有機聚合物高性能纖維包括:芳香族聚酰胺纖維(芳綸纖維)，商品牌號為Kevlar，Nomex和Twaron;芳香族雜環(huán)聚合物纖維;芳香族聚酯纖維，例如Vectran牌號的系列產(chǎn)品;以及伸直鏈的超高分子質(zhì)量聚乙烯纖維，例如Spectra和Dyneema牌號的產(chǎn)品。有機聚合物高性能纖維可以根據(jù)其高分子鏈的柔性進行分類。第一類纖維的分子鏈為剛性鏈，芳香族聚酰胺、芳香族聚酯、以及芳雜環(huán)聚合物纖維屬于此類。剛性分子會排列成為平行鏈，如果分子間作用力很強，容易形成液晶單元，在加工過程中沿作用力方向擇優(yōu)取向和結(jié)晶。第二類纖維的分子鏈為柔性鏈，其典型高性能纖維的代表是超高分子質(zhì)量聚乙烯纖維。柔性鏈聚乙烯、聚丙烯等，由于分子間作用力小，容易擇優(yōu)取向。但是，如果制備高強高模纖維，則需要高分子質(zhì)量以及分子鏈充分地伸直取向。這在技術(shù)上具有很大的難度。用柔性鏈聚合物制備高強高模纖維是科學(xué)家長期努力的結(jié)果。

當今三大著名高能纖維為芳綸纖維、碳纖維、以及超高分子質(zhì)量聚乙烯纖維。芳綸屬于剛性鏈的有機高聚物高性能纖維，碳纖維屬于有機高分子聚合物前驅(qū)燒制的無機高性能纖維，而超高分子質(zhì)量聚乙烯纖維屬柔性鏈制備的高性能纖維。本綜述主要關(guān)注超高分子質(zhì)量聚乙烯纖維。

用超高分子質(zhì)量聚乙烯樹脂制作高強纖維的想法誕生于20世紀70年代。超高分子質(zhì)量聚乙烯纖維密度小(d=0.97 g/cm3)，是目前比強度和比模量最高的纖維產(chǎn)品，是不可或缺的重要戰(zhàn)略物資[1－2]。超高分子質(zhì)量聚乙烯纖維的性能如下:

力學(xué)性能 在凍膠紡絲工藝中，通過多級超倍拉伸，超高分子質(zhì)量聚乙烯纖維的結(jié)晶度和取向度都有了大幅度的提高，同時呈折疊鏈狀的聚乙烯片晶結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為伸直鏈結(jié)構(gòu)，從而極大地提高了纖維的強度和模量。其比強度分別是高強碳纖維的2倍和鋼材的14倍。

耐化學(xué)介質(zhì)腐蝕性能 由于超高分子質(zhì)量聚乙烯纖維是一種非極性材料，分子鏈中不含極性基團，只含有C，H兩種元素，其表面在拉應(yīng)力作用下會產(chǎn)生一層弱界面層，因而纖維表面成化學(xué)惰性，因此對酸、堿和一般的化學(xué)試劑具有很強的抗腐蝕能力。另外，由于分子鏈不含雙鍵基團，耐熱、耐光老化等環(huán)境穩(wěn)定性能也非常優(yōu)異。

耐沖擊性能 超高分子質(zhì)量聚乙烯耐沖擊強度是目前塑料中最高的，它比以耐沖擊著稱的聚碳酸酯還要高3～5倍。由于超高分子質(zhì)量聚乙烯纖維韌性大、模量高，具有很高的斷裂能，因此防彈性能優(yōu)異。

其它性能 超高分子質(zhì)量聚乙烯的吸水率在工程塑料中是最小的;耐低溫性能極佳，在冰點以下，依然保持良好的沖擊強度，最低使用溫度可以達到－269℃;超高分子質(zhì)量聚乙烯表面吸附力非常微弱，其抗粘附能力僅次于塑料中粘附性最差的聚四氟乙烯，因此具有良好的抗霉性能[3]。

基于其優(yōu)秀的綜合性能，超高分子質(zhì)量聚乙烯纖維在國防軍工、航空航天等諸多方面具有廣泛的應(yīng)用。由于該纖維的耐沖擊性能好，比能量吸收大，在軍事上可以制成防護材料、頭盔、防彈衣等。超高分子質(zhì)量聚乙烯纖維制備的防彈衣具有輕柔的優(yōu)點，防彈效果優(yōu)于芳綸，現(xiàn)已成為美國防彈背心市場的主要產(chǎn)品。另外超高分子質(zhì)量聚乙烯纖維復(fù)合材料的比彈擊載荷值是鋼材的10倍，是玻璃纖維和芳綸的2倍。國外用超高分子質(zhì)量聚乙烯纖維復(fù)合材料制成的防彈、防暴頭盔已成為鋼盔和芳綸增強的復(fù)合材料頭盔的替代品。在航天工程中，由于該纖維復(fù)合材料輕質(zhì)高強和抗沖擊性能好，適用于多種飛行器的翼尖結(jié)構(gòu)。超高分子質(zhì)量聚乙烯纖維還可以用作航天飛機著陸的減速降落傘和飛機上懸吊重物的繩索，取代了傳統(tǒng)的鋼纜繩和合成纖維繩索。

在一些民用領(lǐng)域，超高分子質(zhì)量聚乙烯纖維同樣也受到青睞。該纖維制成的繩索，在自重下的斷裂長度是鋼繩的8倍，是芳綸的2倍。其繩索用于超級油輪、海洋操作平臺、燈塔等的固定錨繩，解決了以往使用鋼纜遇到的銹蝕和尼龍、聚酯纜繩遇到的腐蝕、水解、紫外降解等引起纜繩強度降低和斷裂、需經(jīng)常進行更換的問題。在體育用品方面，超高分子質(zhì)量聚乙烯纖維復(fù)合材料已經(jīng)制成安全帽、釣竿、球拍及自行車、滑翔板等，其性能優(yōu)于傳統(tǒng)材料。由于具有良好的化學(xué)惰性，在生物醫(yī)學(xué)材料領(lǐng)域，超高分子質(zhì)量聚乙烯纖維可用其作醫(yī)療器材，如縫線、人造肌肉等。在建筑材料方面，超高分子質(zhì)量聚乙烯短纖維增強水泥復(fù)合材料，可以改善水泥的韌度，提高其抗沖擊性能。

2 產(chǎn)業(yè)歷史與現(xiàn)狀

最早得到高模量聚乙烯纖維的是Capaccio和Ward，采用的方法是對熔融結(jié)晶得到的聚乙烯進行熱拉伸。此纖維的模量高達70 GPa，而拉伸強度卻只有1 GPa，當時用的聚乙烯分子質(zhì)量為104至105[4～5]。當時這種方法被商業(yè)上用來制作SNIA纖維，后來又被用作Hoechst-Celanese纖維。Capaccio等人發(fā)現(xiàn)，熔融結(jié)晶聚乙烯的最大拉伸比隨著分子質(zhì)量的增加持續(xù)下降。原因是，隨著分子質(zhì)量的增加，分子間的纏結(jié)數(shù)目明顯增加，纏結(jié)作為不穩(wěn)定的物理交聯(lián)點，會阻止大分子鏈間的滑移[4]。由于模量主要取決于拉伸比，而強度對分子質(zhì)量的依賴性更大一些，因此，隨著拉伸比的增加，雖然模量可以達到很高的數(shù)值，但是分子質(zhì)量相對較低，纖維強度不夠[5]。1979年，Smith和Lemstra發(fā)明了一種制備高強高模纖維的方法，超高分子質(zhì)量聚乙烯(分子質(zhì)量數(shù)量級為106)凝膠紡絲法[6～8]。這種方法很快被荷蘭帝斯曼(DSM)公司和美國的聯(lián)合信號公司(Allied Signal)用于商業(yè)化生產(chǎn)，商標名分別為Dyneema和Spectra，產(chǎn)品的楊氏模量100～150 GPa，強度3～4 GPa。自此，結(jié)束了只能用剛性鏈制造高強高模纖維的歷史，打開了烯烴纖維在高性能纖維領(lǐng)域的大門，并引起了世界工業(yè)強國的極大興趣和關(guān)注。

由于超高分子質(zhì)量聚乙烯纖維在國防工業(yè)具有重要的應(yīng)用，發(fā)達國家對技術(shù)進行封鎖。我國自1985年開始超高分子質(zhì)量聚乙烯纖維的研究，東華大學(xué)、鹽城超強高分子材料工程技術(shù)研究所先后加入研發(fā)行列，并取得了一系列重大理論突破。隨即相關(guān)企業(yè)投入中試及小規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，經(jīng)過不懈努力，至今其纖維性能已經(jīng)達到國際中等水平并具自身特色，部分進入規(guī)模化生產(chǎn)階段。通過十幾年的努力，國內(nèi)十幾家公司，建成了數(shù)十條超高分子質(zhì)量聚乙烯纖維生產(chǎn)線，形成了規(guī)?；a(chǎn)能力[9～10]。

自從1979年Smith和Lemstra申請凝膠法制備超高分子質(zhì)量聚乙烯纖維的專利以來，到上世紀90年代，超高分子質(zhì)量聚乙烯纖維的研究達到了高峰。1990～2000年超高分子質(zhì)量聚乙烯纖維的研究有所減慢。2000年后隨著超高分子質(zhì)量聚乙烯纖維的應(yīng)用擴展，尤其是在中國的產(chǎn)能提高，超高分子質(zhì)量聚乙烯纖維的研究又進入了一個新的高潮。我們對2000年后，超高分子質(zhì)量聚乙烯纖維的專利進行了檢索，如圖1所示。

圖1 超高分子質(zhì)量聚乙烯纖維專利年度數(shù)量分布圖以及主要專利權(quán)人(分析的數(shù)據(jù)來源于德溫特創(chuàng)新索引DII)Fig.1 The patents about UHMWPE Fiber per year from 2000～2011，and main patents owners(Data from Derwent Innovations Index)

從圖1中可以看到，從2000年到2007年，專利量都維持在一個比較低的水平。從2008年開始，專利量開始迅速增加，2010年達到了頂峰的105條，這說明在超高分子質(zhì)量聚乙烯纖維研究方面有了比較大的進展。總體上看，近幾年超高分子質(zhì)量聚乙烯纖維發(fā)展迅速。專利權(quán)人排名如圖1b所示，專利權(quán)排名第1位的是荷蘭的帝斯曼知識產(chǎn)權(quán)資產(chǎn)有限公司。排名第2位的是日本的東洋紡織株式會社(TOYOBO)。排名第3位的是中國的寧波榮溢化纖科技有限公司。隨后依次是帝人纖維株式會社(TEIJIN)、杜邦東麗有限公司(DU PONTTORAY)。上述企業(yè)是都是高性能纖維領(lǐng)域的著名生產(chǎn)企業(yè)。排名前十位的專利權(quán)人/申請人中，有6家來自日本，可見日本在該領(lǐng)域具有較強的技術(shù)實力。有2家來自中國，分別是寧波榮溢化纖科技有限公司和東華大學(xué)。

目前關(guān)于超高分子質(zhì)量聚乙烯纖維的研究主要集中在樹脂合成、紡絲方法、纖維改性和表面處理3方面展開。

2.1 超高分子質(zhì)量聚乙烯樹脂原料

超高分子質(zhì)量聚乙烯纖維的樹脂原料由配位聚合催化劑制備。目前國際上使用的催化劑技術(shù)包括多活性中心傳統(tǒng)催化劑和單活性中心齊格納－納塔(Ziegler-Natta)催化劑。美國聯(lián)合化學(xué)公司(Allied Chemical)1957年實現(xiàn)了超高分子質(zhì)量聚乙烯的工業(yè)化生產(chǎn)，隨后德國赫斯特(Hoechst)公司、日本三井公司(Mitsui)、齊魯石化、日本石油等公司相繼利用各種催化體系實現(xiàn)了超高分子質(zhì)量聚乙烯的工業(yè)化生產(chǎn)。這些催化體系都采用淤漿聚合的方法，隨著聚乙烯分子質(zhì)量增加會產(chǎn)生大量凝膠，成為制造超高分子質(zhì)量聚乙烯的瓶頸。

近些年來，茂金屬催化劑為代表的單活性中心配位聚合催化劑的發(fā)展，可實現(xiàn)對聚乙烯分子質(zhì)量和分子質(zhì)量分布的有效調(diào)控。2003年日本旭化成工業(yè)公司利用茂金屬催化劑首次開發(fā)出分子質(zhì)量超過1 000萬的超高分子質(zhì)量聚乙烯聚合工藝，此工藝不產(chǎn)生凝膠等副產(chǎn)物，而且生產(chǎn)的超高分子質(zhì)量聚乙烯具有優(yōu)良的加工性能。日本三井公司則利用自行研發(fā)的FI催化劑生產(chǎn)了高性能涂料、紡絲、醫(yī)用等專用樹脂投放市場。荷蘭埃因霍溫工業(yè)大學(xué)的Rastogi課題組在日本帝人公司的資助下，采取負載型FI催化劑，通過調(diào)控聚合過程中的鏈增長速度和乙烯增長鏈的結(jié)晶速度，得到了無纏結(jié)結(jié)構(gòu)的超高分子質(zhì)量聚乙烯，其特點是易于加工，可以實現(xiàn)固體直接拉伸制備高性能纖維和薄膜，為高性能超高分子質(zhì)量聚乙烯纖維新紡絲工藝的開發(fā)提供了原料支持[11～12]。

國內(nèi)在單中心烯烴聚合催化劑技術(shù)方面與國外同步，并且取得了很大的進展，開發(fā)出一系列具有工業(yè)應(yīng)用前景的單活性中心催化劑。如中國科學(xué)院上海有機化學(xué)研究所研發(fā)的負載型單中心催化劑及超低支化度的超高分子質(zhì)量聚乙烯產(chǎn)品已經(jīng)申請了系列中國發(fā)明專利并獲得授權(quán)，形成了較為完整的自主知識產(chǎn)權(quán)保護群[13]。利用該催化劑可對超高分子質(zhì)量聚乙烯樹脂的分子質(zhì)量及其分布進行有效調(diào)控，而且利用該新型催化劑制備的超高分子質(zhì)量聚乙烯樹脂結(jié)構(gòu)特殊，擠出加工性能優(yōu)異，其制備的纖維具備高強、高模的特點。

2.2 紡絲方法

數(shù)十年來，世界科學(xué)家圍繞制備高強高模聚乙烯纖維這一課題，研究出許多紡絲方法，重點研究的分別是高壓固體擠出法、表面結(jié)晶生長法、超拉伸或局部拉伸法、增塑熔融紡絲法和凍膠紡絲法[14～16]。

2.2.1 高壓固態(tài)擠出法

此種方法是將超高分子質(zhì)量聚乙烯置于擠出裝置中，加熱熔融，使用每平方厘米幾千公斤的壓力，將熔體從噴孔中擠出，隨后進行高倍拉伸，在高剪切力和拉伸張力的作用下，聚乙烯分子鏈可以充分伸展。這種方法可以得到高模量，但是很難得到高強度，因為在固相取向過程中難于形成貫穿于結(jié)晶間的分子鏈束，限制了纖維的高度拉伸。該種方法難于實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

2.2.2 表面結(jié)晶生長法

結(jié)晶生長法是將超高分子質(zhì)量聚乙烯溶解，然后將溶液置于某一特殊裝置內(nèi)，這種裝置有2個同心的圓柱，內(nèi)圓柱的轉(zhuǎn)速一定。將晶種放在內(nèi)圓柱表面，晶種的存在使纖維生長，當纖維長到一定的程度后，將纖維沿著與內(nèi)圓柱旋轉(zhuǎn)方向相反的方向?qū)С?，由于在此過程中會受到一個軸向拉伸的力，所得纖維的結(jié)晶結(jié)構(gòu)像“羊肉串”一樣。結(jié)晶主干的分子得到了拉伸，附著在主干上的片晶中的分子鏈仍然是折疊的，這樣可以得到高強度和高模量的纖維。這種方法的缺點是生產(chǎn)纖維的速度慢，因此并不適用工業(yè)化生產(chǎn)。

2.2.3 超拉伸或區(qū)域高倍拉伸法

這種方法是將被拉伸的初生纖維加熱到結(jié)晶溫度以上，然后進行超拉伸或局部拉伸，使折疊的分子鏈得到充分伸展，形成伸直鏈結(jié)構(gòu)，從而制得高強度的纖維。由于這種方法所適用的樹脂的分子質(zhì)量不能太高，因此纖維強度提高有限。

2.2.4 增塑熔融紡絲法

增塑熔融紡絲方法是在超高分子質(zhì)量聚乙烯中加入適量流動改性劑或稀釋劑，通過雙螺桿共混熔融，再擠出紡絲，之后對絲進行萃取和多級拉伸。

2.2.5 凝膠紡絲方法

凝膠紡絲是目前唯一實現(xiàn)工業(yè)化的方法，其生產(chǎn)工藝首先是制取超高分子質(zhì)量聚乙烯的半稀溶液，然后通過噴絲板將半稀溶液擠出，擠出后，半稀溶液驟冷形成凝膠原絲，再對凝膠原絲進行去溶劑化及干燥，之后，再將其進行高倍熱拉伸，從而制備出高強、高模纖維[17](工藝流程見圖 2)。

圖2 凝膠紡絲基本工藝流程圖Fig.2 Basic technological process of Gel spinning

當今世界上凍膠紡絲法主要有2種工藝路線:

干法紡絲 這類紡絲方法以帝斯曼和東洋紡為代表。十氫萘為溶劑，制備超高分子質(zhì)量聚乙烯半稀溶液。十氫萘有較強的揮發(fā)性，去溶劑化時不需要萃取步驟，僅通過加熱即能將其除去。此方法為帝斯曼公司所獨有，其技術(shù)受專利保護。

濕法紡絲 這類紡絲方法以霍尼韋爾(Honeywell)為代表。用礦物油作為制作超高分子質(zhì)量聚乙烯半稀溶液的溶劑，該工藝路線的專利保護已過期，除帝斯曼之外，世界上其它生產(chǎn)企業(yè)，基本上都采用該工藝路線，只是細節(jié)上有所區(qū)別。礦物油難揮發(fā)，需要增加萃取步驟將礦物油萃取。

干法紡絲相對于濕法紡絲，具有流程簡單，紡絲過程較穩(wěn)定，產(chǎn)品均一等優(yōu)點，但是需要采用合適的溶劑，即需要有溶解性較好并且容易揮發(fā)的溶劑，另外對系統(tǒng)的密閉性要求較高，對回收系統(tǒng)的運行效率要求較高。濕法紡絲中，萃取是用可揮發(fā)的第二助劑(萃取劑)將非揮發(fā)性第一溶劑置換出來，在后一道工藝中采用熱處理和拉伸過程去除揮發(fā)性第二助劑。溶劑一般采用高沸點白油、石蠟油、煤油等，萃取劑則采用低沸點物，如二甲苯、汽油、丙酮、三氯三氟乙烷等。

2.3 表面處理和改性

針對超高分子質(zhì)量聚乙烯耐高溫性能差，耐蠕變性能差的特點，人們將交聯(lián)結(jié)構(gòu)引入纖維。傳統(tǒng)的交聯(lián)方法是輻射交聯(lián)和熱化學(xué)交聯(lián)，但是這2種交聯(lián)方法都會使纖維的力學(xué)性能受到損傷，高能輻射使纖維的分子鏈斷裂，并且纖維強度隨輻射劑量的增加而下降。熱化學(xué)交聯(lián)是在高溫下通過引發(fā)劑的熱分解產(chǎn)生交聯(lián)，這會使已經(jīng)高度取向的大分子鏈產(chǎn)生不同程度的松弛，同樣會對纖維的強度和模量產(chǎn)生不利影響[18～21]。

由于超高分子質(zhì)量聚乙烯纖維化學(xué)性質(zhì)不活潑，表面能低，表面缺乏極性基團，而且是高度對稱的亞甲基結(jié)構(gòu)，因此纖維具有很高的結(jié)晶度和取向度。這一方面雖然保證其具有較高的力學(xué)強度，但另一方面也造成纖維表面的化學(xué)惰性，因此與樹脂基體制成復(fù)合材料后，界面結(jié)合力較差。為改善其界面結(jié)合性能開展了大量的研究工作，嘗試的主要方法有液態(tài)氧化法、涂層法、等離子體處理法及電暈放電法[22]。

2.3.1 液態(tài)氧化法處理

液態(tài)氧化法處理改性纖維表面是國內(nèi)外最先采用的超高分子質(zhì)量聚乙烯纖維表面改性的方法。處理超高分子質(zhì)量聚乙烯纖維的化學(xué)試劑一般均為強氧化劑，如鉻酸、高錳酸鉀溶液和雙氧水等。液態(tài)氧化法處理超高分子質(zhì)量聚乙烯纖維的作用機理為氧化劑與纖維接觸后攻擊纖維表面，一方面通過氧化作用可以在纖維表面產(chǎn)生含氧活性基團，進而與樹脂基體形成化學(xué)鍵;另一方面強氧化劑在纖維表面形成刻蝕，留下不規(guī)則的條紋，從而有利于纖維和樹脂基體間的力學(xué)嚙合，達到改善纖維表面性能的目的。此種方法的缺點是:纖維強度下降太多，而且滿足不了環(huán)保的要求，難于實現(xiàn)工業(yè)化。

2.3.2 涂層處理

涂層處理方法是指在纖維表面涂覆界面層的一種纖維表面改性方法。一般可以通過2種方式去實現(xiàn)，一種方式是涂覆高聚物形成可塑層。研究表明，將聚合物涂覆在碳纖維表面形成一層可塑層，可以消除界面的殘余應(yīng)力。

2.3.3 等離子體處理

等離子處理的作用效果僅在材料表面有限深度內(nèi)(幾個分子層)，因此纖維的力學(xué)性能不會受太大的影響，這也是等離子體方法在超高分子質(zhì)量聚乙烯纖維表面處理中的最大優(yōu)勢。等離子處理方法有真空等離子體處理和低溫等離子處理，真空等離子體處理難以連續(xù)化生產(chǎn)，低溫等離子體處理不僅節(jié)能環(huán)保而且對纖維表面處理的均勻性好，能夠進行連續(xù)處理，但是，國內(nèi)外常用的低溫等離子體設(shè)備大多是間歇式，難于滿足工業(yè)化生產(chǎn)的需要。

2.3.4 電暈放電處理

上世紀80年代起，電暈放電處理法被應(yīng)用到非極性材料的表面處理上，如聚乙烯、聚丙烯薄膜以及聚乙烯纖維。這種處理方法裝置簡單，常壓下在空氣中就可以進行，在其它方法處理效果不是很好的領(lǐng)域應(yīng)用較廣。

2.3.5 輻射引發(fā)表面接枝處理

輻射引發(fā)表面接枝是在超高分子質(zhì)量聚乙烯纖維表面通過輻射引發(fā)第二單體進行接枝聚合，從而在纖維表面覆蓋了一層與纖維化學(xué)性質(zhì)不同的涂層，以此來改善纖維與基體間的粘結(jié)性能，這種方法與涂層法較為相似，但反應(yīng)過程中使用輻射引發(fā)。

3 展望

超高分子質(zhì)量聚乙烯纖維具有眾多的優(yōu)異特性，在低溫領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景，從海上油田的系泊纜繩到高性能輕質(zhì)復(fù)合材料方面均顯示出極大的應(yīng)用優(yōu)勢，在現(xiàn)代化戰(zhàn)爭、航空、航海、防御裝備、電子、兵器、造船、建材、體育、醫(yī)療等諸多領(lǐng)域?qū)l(fā)揮著舉足輕重的作用。

超高分子質(zhì)量聚乙烯纖維以非常優(yōu)異的綜合性能受到人們的重視，但是仍有許多需要改進的地方，主要表現(xiàn)在:①國內(nèi)目前還沒有完全形成穩(wěn)定的纖維原料生產(chǎn)工藝，國產(chǎn)原料質(zhì)量不太穩(wěn)定，尚沒有形成適合超高分子質(zhì)量聚乙烯纖維生產(chǎn)工藝的原料標準，嚴重制約了下游纖維產(chǎn)品質(zhì)量的提升。②生產(chǎn)成本高，生產(chǎn)工藝復(fù)雜。③纖維抗蠕變性能差、纖維界面粘合性能較差。

關(guān)于超高分子質(zhì)量聚乙烯纖維的進一步發(fā)展應(yīng)關(guān)注以下幾個方面:

①以高性能超高分子質(zhì)量聚乙烯纖維的制備為導(dǎo)向，從配位聚合反應(yīng)機理出發(fā)，系統(tǒng)研究高性能催化劑技術(shù)，滿足樹脂結(jié)構(gòu)多樣性制備，揭示催化劑結(jié)構(gòu)與樹脂、纖維結(jié)構(gòu)性能之間的內(nèi)在關(guān)系，實現(xiàn)我國自主制備高性能超高分子質(zhì)量聚乙烯纖維專用樹脂技術(shù)。②在超高分子質(zhì)量聚乙烯纖維生產(chǎn)領(lǐng)域，一方面，在原有生產(chǎn)理論與實踐的基礎(chǔ)上，致力于開發(fā)更經(jīng)濟、更環(huán)保的生產(chǎn)方法，另一方面，對現(xiàn)有的紡絲方法進行更深入細致的研究，尤其是做好基礎(chǔ)理論的研究，努力提高我國的超高分子質(zhì)量聚乙烯纖維技術(shù)核心競爭力。③隨著人們環(huán)保意識的提高，針對超高分子質(zhì)量聚乙烯纖維生產(chǎn)過程中的廢氣、廢液處理，開發(fā)新工藝。今后，在科學(xué)研究以及生產(chǎn)領(lǐng)域，應(yīng)采取相應(yīng)措施治理三廢，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。④超高分子質(zhì)量聚乙烯纖維與其它材料復(fù)合將是發(fā)展趨勢。進行綜合改性，以及開發(fā)新的樹脂基體，發(fā)揮其優(yōu)越性能、拓寬其作為高強結(jié)構(gòu)材料和海洋防腐蝕材料的應(yīng)用。

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