空手接白刃-神奇手套割而不破

在前段時間《加油向未來》節(jié)目中里，主持人現(xiàn)場演示了“割而不破”的防切割手套，令觀眾們驚嘆不已。

節(jié)目中展示的防切割手套是由超高分子量聚乙烯纖維制成的，超高分子量聚乙烯纖維的耐磨耐彎曲性能、張力疲勞性能是現(xiàn)有高性能纖維中最強的，具有突出的抗沖擊和抗切割韌性。

一根只有頭發(fā)四分之一粗的超高分子量聚乙烯纖維，用剪刀都難以剪斷。加工完成的紡織物必須用特殊機器才能切割。

而“頭發(fā)絲般”纖細的超高分子量聚乙烯纖維其實不是一根單絲，而是由更多更為細小的纖維組成的一束復(fù)絲。港珠澳大橋所用的吊帶，一條就是由十幾萬根這樣的絲線組成的。

14萬根高強度纖維絲制成“吊帶”

2017年5月2日，港珠澳大橋島隧工程海底隧道的最終接頭——重約6000噸的鋼結(jié)構(gòu)混凝土預(yù)制件在伶仃洋主航道吊裝下沉對接完成，意味著港珠澳大橋主體工程全線貫通。

然而很多人并不知道，在海上吊裝6000噸的“大家伙”，還有一個至關(guān)重要的部件，就是由14萬根高強度纖維絲組成的吊帶，它不僅要承受得住相當(dāng)于22架空客A380重量的沉管隧道，還要在整個吊裝過程中確保絕對的平衡。

吊起港珠澳大橋預(yù)制件的這些絲線的材料是超高分子量聚乙烯纖維，直徑只有0.5毫米，相當(dāng)于頭發(fā)絲般細小，但強度是普通尼龍繩的20倍。別小看這樣一根細絲線，它的承重力能達到35公斤，相當(dāng)于可以吊起一個小孩的重量。

超高分子量聚乙烯（簡稱：UHMWPE)纖維，與碳纖維、芳綸并稱為三大高性能纖維，是目前已工業(yè)化纖維材料中比強度和防彈性能最高的纖維，其比強度相當(dāng)于優(yōu)質(zhì)鋼絲的15倍、碳纖維的1.8倍、芳綸的1.6倍，是目前制造防彈衣、防彈頭盔和防護裝甲的首選材料。UHMWPE纖維擁有諸如高強高模、耐沖擊性、耐磨性、耐化學(xué)腐蝕、電絕緣和耐光性等優(yōu)異的性能，擁有超低的斷裂伸長率，能量吸收率高，柔軟易彎曲，且密度比水小，在國防軍工和民用工業(yè)上都有廣泛的應(yīng)用，是強國強軍的戰(zhàn)略物資。由于其質(zhì)輕可以浮水面上，UHMWPE纖維做成的纜繩相比鋼纜自重大大減輕，這也使大橋的順利吊裝成為可能。

性能優(yōu)異的國防及軍警防護材料

UHMWPE纖維“輕薄如紙、堅硬如鋼”，用該纖維增強的樹脂復(fù)合材料制成的防彈、防爆頭盔已成為鋼盔和芳綸增強的復(fù)合材料頭盔的替代品。

UHMWPE纖維為軟質(zhì)材料，防彈機理主要是射擊彈對纖維進行拉伸和剪切，同時，纖維將沖擊能向沖擊點以外的區(qū)域進行傳播，能量被吸收掉而將破片或彈頭裹在防彈層里，從而吸收射擊彈大量的沖擊能，起到防彈防護作用。

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，因此可適用于各種飛機的翼尖結(jié)構(gòu)、飛船結(jié)構(gòu)和浮標飛機等。該纖維也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，其發(fā)展速度異常迅速。

在工業(yè)應(yīng)用中，該纖維及其復(fù)合材料可用作耐壓容器、傳送帶、過濾材料、汽車緩沖板等；建筑方面可以用作墻體、隔板結(jié)構(gòu)等，用它作增強水泥復(fù)合材料可以改善水泥的韌度，提高其抗沖擊性能。

在體育用品上，已經(jīng)制成安全帽、滑雪板、帆輪板、釣竿、球拍及自行車、滑翔板、超輕量飛機零部件等，其性能優(yōu)于傳統(tǒng)材料。

在臨床醫(yī)學(xué)方面，該纖維增強復(fù)合材料用于牙托材料、醫(yī)用移植物和整形縫合等領(lǐng)域，它的生物相容性和耐久性都較好，并具有較高的穩(wěn)定性，且不會引起過敏，已作臨床應(yīng)用，同時該纖維還用于醫(yī)用手套和其他醫(yī)療措施等方面。

高性能纖維發(fā)展形勢

高性能UHMWPE纖維的生產(chǎn)技術(shù)過去一直被西方國家封鎖，對別國實行禁運。隨著我國國防軍工和國民經(jīng)濟的發(fā)展，對高性能纖維的需求量愈來愈大，國際價格卻不斷上漲，國內(nèi)高性能纖維在國防和特殊領(lǐng)域上的應(yīng)用還受制于國外供應(yīng)。因此，大力發(fā)展高性能纖維產(chǎn)業(yè)，打破國外封鎖與壟斷，進一步提升我國的軍事裝備實力和國民經(jīng)濟的產(chǎn)業(yè)升級，成為我國化纖工業(yè)推進自主創(chuàng)新、轉(zhuǎn)型升級的一個主攻方向。我國于上世紀八十年代開始對UHMWPE纖維進行研究開發(fā)，目前已成為UHMWPE纖維生產(chǎn)量第三大國。

國家發(fā)改委：增強制造業(yè)核心競爭力三年行動計劃

“十三五”末，將在軌道交通裝備、高端船舶和海洋工程裝備、智能機器人、智能汽車、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機械、高端醫(yī)療器械和藥品、新材料、制造業(yè)智能化、重大技術(shù)裝備等重點領(lǐng)域，組織實施關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)業(yè)化專項。

新材料產(chǎn)業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎(chǔ)。加快培育和發(fā)展新材料產(chǎn)業(yè)，對于促進產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，保障重大工程實施，提升制造業(yè)核心競爭力具有重要戰(zhàn)略意義。

● 加快先進金屬及非金屬關(guān)鍵材料產(chǎn)業(yè)化

● 加快先進有機材料關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)業(yè)化

● 提升先進復(fù)合材料生產(chǎn)及應(yīng)用水平

針對提升先進復(fù)合材料生產(chǎn)及應(yīng)用水平也專門提出，重點發(fā)展高性能碳纖維、對位芳綸、超高分子量聚乙烯纖維、聚酰亞胺纖維、碳化硅纖維等高性能纖維及其應(yīng)用，新型溶劑法纖維素纖維、聚乳酸纖維、聚對苯二甲酸丙二醇酯纖維、生物基聚酰胺纖維等生物基化學(xué)纖維及其應(yīng)用等。