全世界70%防弹衣是“中国制造”!用的是啥材料?哪些企业在布局超高分子量聚乙烯?
近日,“防弹衣”概念股迅速拉升
成大家讨论的焦点
这一下,全国网友才知道
原来咱们中国制造的防弹衣
占领了全球防弹衣70%的市场份额!!!
目前,中国是世界上最大的防弹衣生产国家,防弹衣的材料技术一直在不断进步,水平也位居前列。
能独立完成从防弹衣原料研发到制作生产完工全套流程的制造国仅有3个,分别是中国、美国和荷兰。
需要注意的是,在中国,防弹衣允许由民营企业生产,国际贸易壁垒也不高,国内民企可以充分参与到这一行业当中。
那么问题来了
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中国的防弹衣主要使用UHMWPE,即超高分子量聚乙烯制作,这类材料防护效果良好,且成本较低,目前主流的防弹衣和防弹插板等防弹装备都使用UHMWPE制造而成。
据悉,美国的超高分子量聚乙烯纤维70%用于防弹衣、防弹头盔、军用设施和设备的防弹装甲、航空航天等军事领域,而高性能纤维的发展是一个国家综合实力的体现,是建设现代化强国的重要物资基础。
当前,国家大力支持与加速发展中国的超高分子量聚乙烯纤维的生产与应用,国产UHMWPE纤维已经在全世界占据举足轻重的地位。
这个人在视频中被近距离枪击了,他表示有些疼,可能有点受伤,但仍然直立且清醒。这样一件防弹衣,大概在1000美元左右。
今天我们就来聊一聊TA
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超高分子量聚乙烯(UHWMPE)
到底是什么?
超高分子量聚乙烯(UHMWPE),是分子量在100万~500万的聚乙烯。普通聚乙烯的分子量为十几万到几十万不等。因此超高分子量聚乙烯具有普通聚乙烯难以企及的优秀特性,如耐磨性极高、强度高于大部分金属、抗冲击能力极佳。是一种应用广泛的工程塑料。
当今世界三大高性能纤维是:芳纶、碳纤维、超高分子量聚乙烯纤维。
▲ UHMWPE纤维
UHMWPE具有哪些优点呢?
UHWMPE耐摩擦性能与分子量成正比,超过碳钢、PA66等常规材料。
02耐冲击性能强耐冲击性能随着分子量的增大而提高,在分子量500万时达到最大值而后下降。特别值得注意的是,在低温情况下也能保持优异的抗冲击强度。
03自润滑性极佳水润滑时的摩擦系数比干摩擦是降低一倍左右,是同等条件下PA66材料的三分之一。
04耐低温脆化温度一般在-80摄氏度之下,在0摄氏度到-40摄氏度之间,依旧可以保持较高的抗冲击强度与其他力学性能。
05拉伸强度高通过凝胶纺织法的纤维产品,拥有3-15GPa的拉伸强度,100-125GPa的拉伸弹性模量,是碳纤维的4倍,钢丝的10倍。
而UHMWPE的缺点,则在于耐热性能不佳、压缩性能差、可燃并且有一定的蠕变性。
UHWMPE主要应用在哪些领域呢?
由于其优异的力学性能,UHMWPE一直被应用在国防军用、医疗卫生、航空航天、海洋事业等,产品也包括管材、薄膜、医用植入性骨骼、纤维等。
新产品与新的应用方向也在持续开发。
▲ “超高分子量聚乙烯制品短流程高效制造技术”管材生产线
▲ 超高分子量聚乙烯制品产品展示
在CHINAPLAS 2021 国际橡塑展上,广东星联科技有限公司的“超高分子量聚乙烯制品短流程高效制造技术”管材生产线现场开机展示,实现高效、高性能加工的超高分子量聚乙烯制品吸引众多客商的目光。
哪些中国企业在布局UHWMPE?
你一定很好奇,UHMWPE是从什么时候开始发展起来的?
UHWMPE最早由德国赫斯特公司于1958年开始研制成功,并实现工业化。其后,美国赫尔克斯勒和日本三井化学、荷兰DMS公司相继实现了较大规模的工业化生产。
那么,中国又是啥时候开始对UHMWPE纤维进行研究开发的呢?
上世纪80年代,中国开始对UHMWPE纤维进行研究开发。目前已成为UHMWPE纤维生产量第三大国。
东华大学化学纤维研究所的科研成果使中国将这种超高强度纤维应用于“神舟”飞船的回收系统 ,其开发的UHMWPE纤维产品广泛应用于防弹、头盔等国防军工领域,同时,东华大学开发了高浓度原液纺丝技术,建成单线年产250T的生产线,使中国成为继美国、荷兰之后拥有自主知识产权生产UHMWPE纤维的国家。
目前国内有数十家生产UHMWPE纤维的企业,其中规模较大的有山东爱地高分子材料有限公司(DSM合资公司)、北京同益中特种纤维技术开发有限公司、宁波大成新材料股份有限公司和湖南中泰特种装备有限公司等。
经过近10年的技术发展,已建成年产600吨的UHMWPE纤维生产基地。
2008年,山东爱地高分子材料公司采用自主技术建设的UHMWPE一期工程完工,标志着中国首次采用自主技术实现了UHMWPE的工业化生产。该公司已陆续建成了7条UHMWPE纤维生产线,总产能达到2000t/a。到2010年年产量达5000吨。
宁波大成至2009年底已形成年产高强聚乙烯纤维1500t,防弹衣、防弹头盔20万套,各类防弹装甲板材300t,防切割手套600万双,高强度绳索300t,高性能复合材料用基布200t的生产规模,其产品大部分用于出口。
湖南中泰研制开发UHMWPE纤维,已建成千吨级的UHMWPE纤维和UD材料工厂。
其他生产企业方面↓↓↓
中纺投资发展公司和浙江耀江集团,改变了以前主要靠引进美国冻胶废丝进行后加工而生产出合格丝的状态,经过改进和学习研究,现在能够从制备聚乙烯溶液开始到生产出性能优异的成品丝,具有整套的合理的生产工艺。
杭州东南化纤有限公司与东华大学合作,开发了碳纳米管增强的超强聚乙烯纤维,在一定程度上改进了原纤维的耐热性、抗蠕变性和界面性能。
此外,杭州翔盛纺织有限公司、上海斯瑞聚合体科技有限公司、北京威亚高性能纤维有限公司等在高强聚乙烯纤维生产、开发方面也取得一定突破。
UHMWPE已是部分领域里的重要纤维材料
但不可否认的是
这种材料还有很大的研究改进空间
本身还存在譬如蠕变高、
界面结合性差以及成本高等缺点,
其衍生的复合材料研究
还有巨大研发潜力~
▲ UHMWPE管材
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END
(素材源自:时代财经APP、聚烯烃人、UHMWPE纤维研发与生产现状,新材料在线、UTPE弹性体门户、第八元素塑料版、化工新材料、广东星联科技有限公司等,由CHINAPLAS国际橡塑展综合整理,转载请注明。)
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