空手接白刃-神奇手套割而不破

在前段時(shí)間《加油向未來(lái)》節(jié)目中里，主持人現(xiàn)場(chǎng)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UHMWPE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(qiáng)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(jī)器才能切割。

而“頭發(fā)絲般”纖細(xì)的超高分子量聚乙烯纖維其實(shí)不是一根單絲，而是由更多更為細(xì)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(wàn)根這樣的絲線組成的。

14萬(wàn)根高強(qiáng)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(duì)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(gè)至關(guān)重要的部件，就是由14萬(wàn)根高強(qiáng)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(gè)吊裝過(guò)程中確保絕對(duì)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(xì)小，但強(qiáng)度是普通尼龍繩的20倍。別小看這樣一根細(xì)絲線，它的承重力能達(dá)到35公斤，相當(dāng)于可以吊起一個(gè)小孩的重量。

超高分子量聚乙烯（簡(jiǎn)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(qiáng)度和防彈性能最高的纖維，其比強(qiáng)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(hù)裝甲的首選材料。UHMWPE纖維擁有諸如高強(qiáng)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(zhǎng)率，能量吸收率高，柔軟易彎曲，且密度比水小，在國(guó)防軍工和民用工業(yè)上都有廣泛的應(yīng)用，是強(qiáng)國(guó)強(qiáng)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(guó)防及軍警防護(hù)材料

UHMWPE纖維“輕薄如紙、堅(jiān)硬如鋼”，用該纖維增強(qiáng)的樹(shù)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(qiáng)的復(fù)合材料頭盔的替代品。

UHMWPE纖維為軟質(zhì)材料，防彈機(jī)理主要是射擊彈對(duì)纖維進(jìn)行拉伸和剪切，同時(shí)，纖維將沖擊能向沖擊點(diǎn)以外的區(qū)域進(jìn)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(hù)作用。

在航天工程中，由于該纖維復(fù)合材料輕質(zhì)高強(qiáng)和抗沖擊性能好，因此可適用于各種飛機(jī)的翼尖結(jié)構(gòu)、飛船結(jié)構(gòu)和浮標(biāo)飛機(jī)等。該纖維也可以用作航天飛機(jī)著陸的減速降落傘和飛機(jī)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(guò)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(qiáng)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(jī)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(qiáng)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(huì)引起過(guò)敏，已作臨床應(yīng)用，同時(shí)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(shì)

高性能UHMWPE纖維的生產(chǎn)技術(shù)過(guò)去一直被西方國(guó)家封鎖，對(duì)別國(guó)實(shí)行禁運(yùn)。隨著我國(guó)國(guó)防軍工和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)高性能纖維的需求量愈來(lái)愈大，國(guó)際價(jià)格卻不斷上漲，國(guó)內(nèi)高性能纖維在國(guó)防和特殊領(lǐng)域上的應(yīng)用還受制于國(guó)外供應(yīng)。因此，大力發(fā)展高性能纖維產(chǎn)業(yè)，打破國(guó)外封鎖與壟斷，進(jìn)一步提升我國(guó)的軍事裝備實(shí)力和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)業(yè)升級(jí)，成為我國(guó)化纖工業(yè)推進(jìn)自主創(chuàng)新、轉(zhuǎn)型升級(jí)的一個(gè)主攻方向。我國(guó)于上世紀(jì)八十年代開(kāi)始對(duì)UHMWPE纖維進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)，目前已成為UHMWPE纖維生產(chǎn)量第三大國(guó)。

國(guó)家發(fā)改委：增強(qiáng)制造業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力三年行動(dòng)計(jì)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(jī)器人、智能汽車、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)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(diǎn)領(lǐng)域，組織實(shí)施關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)業(yè)化專項(xiàng)。

新材料產(chǎn)業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)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(duì)于促進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，保障重大工程實(shí)施，提升制造業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力具有重要戰(zhàn)略意義。

● 加快先進(jìn)金屬及非金屬關(guān)鍵材料產(chǎn)業(yè)化

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

● 提升先進(jìn)復(fù)合材料生產(chǎn)及應(yīng)用水平

針對(duì)提升先進(jìn)復(fù)合材料生產(chǎn)及應(yīng)用水平也專門提出，重點(diǎn)發(fā)展高性能碳纖維、對(duì)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(duì)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。