UHMWPE繊維とは?

超高分子量ポリエチレン繊維はUHMWPE繊維とも呼ばれ、高強度PE繊維としても知られています。 その分子量は150万から800万と、通常の繊維の数十倍で、その名前の由来でもあります。

UHMWPE繊維は、今日の世界三大ハイテク繊維の1つであり、世界で最も強靭な繊維でもあります。 強度は鋼鉄の15倍、炭素繊維やファング1414の2倍。

UHMWPE 繊維には、比類のない性能上の利点があります。 現在、これほど多くの優れた特性を備えた、「プラスチックの王様」と評される純粋なポリマー材料はありません。

UHMWPE ファイバーは軽量で、密度はわずか 0.97 グレム' であり、強い化学的不活性を備えています。 強酸、強アルカリ溶液、有機溶剤等による強度への影響はありません。 また、耐候老化性、耐紫外線性にも優れています。 1500 時間の日光照射後も、繊維強度保持率は 80% に達します。 液体アンモニアの温度 (-269 度) でも延性があり、液体窒素 (-196 度) でも優れた衝撃強度を維持できます。これは、他のプラスチックに類を見ません。 また、UHMWPE繊維は既存の高機能繊維の中で最も耐摩耗性、耐屈曲性、引っ張り疲労性能が強く、耐衝撃性、耐切断靭性に優れています。 髪の毛の太さのわずか 4 分の 1 の UHMWPE 繊維は、はさみでほぼ連続して切ることができます。 他のエンジニアリングプラスチックと比較すると、主に耐熱性が低い、剛性や硬度が低いなどの欠点がありますが、「充填」や「架橋」などの方法で改善することができます。

超高分子量ポリエチレン繊維の基本理論は、1930 年代にはすでに提唱されていました。 しかし、技術的に大きなブレークスルーをもたらしたのは、ゲル紡糸と可塑化紡糸です。 1970 年代、リーズ大学は分子量 100 の高分子量ポリエチレン繊維の開発に初めて成功しました000。 1975年、オランダのDSMがデカヒドロティーを溶媒とするゲル紡糸法を発明し、UHMWPE繊維の製造に成功し、1979年に特許を申請しました。原料の入手が容易で製造コストが安い高強度ポリエチレン繊維の製造に適しています。 UHMWPE 繊維は、すぐに世界の産業大国の注目を集めました。

UHMWPE繊維の多くの優れた特性により、海洋油田の係留ロープから高性能軽量複合材料まで、高性能繊維市場で大きな利点を示しています。 特に軍事分野では、装備やその他の分野が重要な役割を果たします。

航空宇宙工学では、UHMWPE繊維複合材料の軽量、高強度、優れた耐衝撃性により、さまざまな航空機の翼端構造、宇宙船構造、ブイ航空機、減速パラシュートなどに適しています。民間分野では、ロープ、 UHMWPE繊維で作られたケーブル、帆、漁具は海洋工学に適しています。 自重切断長はスチールロープの8倍、アラミド繊維の2倍です。 産業用途では、UHMWPE 繊維とその複合材は、圧力容器、コンベヤー ベルト、フィルター材料、自動車の緩衝板などとして使用できます。スポーツ用品、ヘルメット、スノーボード、セーリング ボード、釣り竿、ラケット、自転車、ハンググライダー ボード、超軽量の航空機部品が作られ、その性能は従来の素材よりも優れています。 医学では、歯科用トレー材料、医療用インプラント、プラスチック縫合糸の分野で臨床用途に使用されています。