一根丝的“千钧”力量

2024-10-21 08:56 来源: 连网（融媒体）www.lyg01.net

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(□ 周莹徐婧郑非凡杨子王月) 仙侠片中，各式神仙腾云驾雾其实是因为演员身上系着根神奇的“丝线”———超高分子量聚乙烯纤维组成的威亚绳。

　　这根只有头发丝直径宽的细丝，和碳纤维、芳纶合称为“世界三大高性能纤维”，是世界上最坚强有韧性的纤维。它的强度是钢铁的15倍，织成“布”可以抵挡子弹的冲击。

　　由于强度高、质量轻、防弹、防割等特性，超高分子量聚乙烯纤维成了安全防护、航空航天、海洋工程等行业的核心材料，同时，其在体育器材、医疗、民用等领域应用也日益广泛，如高性能滑雪服、帆船、渔网、骨头缝合线等。从防弹服到防切割手套，从深海养殖牧场用网衣到船舶系泊，从港珠澳大桥岛隧工程施工中的“吊带”到“蛟龙”号上配备的深海应急救生缆，都是其“用武之地”。

　　目前，全球超高分子量聚乙烯纤维年产量约为6万吨。预计2025年全球需求量将达到16.5万吨。其中，美国和欧洲等发达国家和地区的需求量最为旺盛。

　　我国自20世纪80年代开展冻胶纺丝生产超高分子量聚乙烯纤维的研究。2008年，我市联合相关科研院所启动超高分子量聚乙烯纤维的研发工作。

　　近日，笔者走进连云港神特新材料有限公司，了解这根“丝”何以有力拔山兮气盖世的“千钧”力量。

强度是优质钢材的15倍

　　走进神特新材料展馆，笔者看到一根白色“丝线”被密密麻麻地卷绕在蓝色的卷轴上，轻轻一吹还可以看到丝线根根分明。

“这根丝线至今还没有人可以拉断。”连云港神特新材料有限公司研发负责人蒋干兵非常自信地说。

　　笔者不服输，决定向这根“丝线”发起挑战，结果手指快要割出印子了，整根“丝线”依旧纹丝不动。原来，这根“丝线”是由360根0.02毫米细丝超高分子量聚乙烯纤维组成的。

　　这种纤维材料被业界称为：“细如发丝、轻若鸿毛、强过钢铁”，简单地说，在同等条件下，超高分子量聚乙烯纤维强度是优质钢材的15倍、玻璃和尼龙66的4倍、高于碳纤维和芳纶纤维。

　　听起来有点抽象。如果提到神舟飞船返回舱降落伞，我们普通人可能会更有感触。

　　中国神舟飞船返回舱的重量一般在3吨左右。落地时，其需要借助航天降落伞降落，减少冲击。中国自制的航天降落伞展开面积达到了1200平方米，主要靠96根直径2.5毫米伞绳串联起来。别看这些伞绳直径不大，但其承受力却相当惊人，可以直逼60吨。制作这种绳子的特殊材料就是芳纶以及超高分子量聚乙烯纤维。

　　超高分子量聚乙烯纤维为何能吊起千斤重量呢？因为这种纤维分子量超过200万，且排列紧密有序，具有较高的极限强度和模量，不容易发生断裂和变形。在港珠澳大桥修建时，施工人员就用14万根超高分子量聚乙烯纤维组成的吊带从海上吊装了6000吨的钢筋混凝土预制件。

不仅如此，它还可以编织现代的“金丝软甲”。因为其结构稳定，具有极高的强度和优秀的韧性，并可以吸收大量的动能，因而具有良好抗冲击性能，其织成的“布”可以做成防弹衣；编织的手套，具有防刺防割的功能，因而可以抓取碎玻璃。

像“做面条”一样制备超级纤维

　　笔者走进神特的生产车间。只见现场的作业人员将超高分子量聚乙烯粉末引入到混合釜中，与白油溶剂混合溶胀，通过双螺杆挤出机将其溶解，形成均匀的纺丝溶液。

　　纺丝溶液进入到计量泵中为随后的喷丝做准备。计量泵按照预设的计量将溶液导入到纺丝箱体内的喷丝板中，进行喷丝操作，然后经过水槽冷却，纺出了8束由180根丝组成的“宽面条”（即冻胶丝）。

　　这些“宽面条”经过冷却、静置，将部分白油释放出来。经过静置后的“宽面条”经预拉伸工序，“宽面条”变为“细面条”，为后续的萃取做好准备。在萃取环节，“细面条”上面的白油溶剂被萃取出来，萃取剂通过干燥环节被“吹走”了，“湿面条”变为了“干面条”。卷绕机将“干面条”卷绕到牵伸辊上，经过多级热拉伸，一根根白色超高分子量聚乙烯纤维就成功制备完成了。前前后后十多次上百倍的拉伸，历经“千锤百炼”方能“强悍如斯”。

　　蒋干兵介绍，截至目前，神特已经具有年产近千吨超高分子量聚乙烯纤维的生产能力，产品规格齐全。并先后与江南大学、东华大学等高校院所建立起长期的产学研合作关系，现拥有5个发明专利、30个实用新型专利。

加速拓展应用场景

“我们正在加快超高分子量聚乙烯无纬布的生产，实现产业链的延伸。”蒋干兵告诉笔者，本月首条生产线即将投入使用。

　　超高分子聚乙烯纤维材料具有超高强度、超高模量、低密度等特性，其制作的无纬布是制造防弹衣、防弹头盔等防护装备的主体复合材料，还可以提高航空器的防护能力，降低航空器的整体质量，提高飞行性能。因为这个原因，国家将超高分子量聚乙烯纤维及其复合材料作为重要的战略资源进行储备。国家发改委、工信部定位其为国家战略性新兴产业重点产品、关键战略材料，并于今年7月将其纳入到实施出口管制的原材料名录中。

　　此次，我市启动建设的超高分子量聚乙烯无纬布正是热门的新材料类型。这种“布”是用超高分子量聚乙烯纤维和胶黏剂铺展出来，只有经向，没有纬向，因此被称为“无纬布”，是当今世界强度最高、比重最轻的防弹材料。同传统芳纶制备的防弹材料相比，其能够减重20%至30%。无纬布继续进行0/90正交复合、层压就可以制作软质防弹衣、轻质防弹头盔、轻质防弹装甲板材，防刺、防切割服装衬片和特殊公共防暴设施。目前，年产300吨无纬布即将投产，该项目投产后，港城高性能纤维产业发展又将迈出新的步伐。

总值班: 吴弋编辑: 陶莎

来源: 连云港发布

一根丝的“千钧”力量

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