超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纖維，是以分子量超過100萬的聚乙烯為原料，采用凍膠紡絲-超拉伸技術制備而成的，是目前已工業化纖維中比強度最高、密度最小的特種纖維。UHMWPE纖維具有優異的力學性能，還具有密度小、耐候性好、耐化學腐蝕、耐低溫性、耐磨、耐彎曲、抗切割、比能量吸收高、低導電性，可透過x-射線及一定的防水性等特性，從而廣泛應用于防彈防護、航空航天復合材料、海洋工程繩纜、以及遠洋捕魚拖網、深海養殖網箱和體育用品器材、生物醫用材料等眾多領域。由于質輕高強及比能量吸收高的特點，UHMWPE纖維已逐步取代芳綸，成為個體防彈防護領域的首選纖維。

一、最新研發進展評述

根據采用溶劑的不同，目前UHMWPE纖維有兩種生產工藝路線，一種是以荷蘭DSM公司的DyneemaR  為代表的高揮發性溶劑(十氫萘)的干法凍膠紡絲工藝路線，簡稱干法路線；另一種是以美國Honeywell公司的SpectraR為代表的低揮發性溶劑(白油、礦物油等)的濕法凍膠紡絲工藝路線，簡稱濕法路線。干法路線十氫萘溶解效果好、紡絲速度快、工藝流程短，產品性能均勻性好，但干法路線溶劑成本高，要求生產設備密閉性好、控制要求高。濕法路線溶劑成本低、對生產設備要求低、萃取回收技術成熟，但濕法路線工藝流程長、紡絲速度低、產品性能均勻性稍低。

目前，高端應用領域的UHMWPE纖維一直由荷蘭DSM公司引領。荷蘭DSM公司已開發更高力學性能的SK90，其強度達40cN/dtex以上。在耐蠕變性能方面，DSM的SK78已用于高強抗蠕變繩索，最近又成功研發超低蠕變纖維DM20，其在標準條件下長期使用蠕變伸長僅為0.5%左右，成功用于海上采油平臺的系泊纜繩。而國內UHMWPE纖維強度基本低于38cN/dtex，在纖維抗蠕變方面與國外差距更大。

除了常規的兩種生產工藝路線之外，日本帝人公司在UHMWPE熔融擠出領域取得突破，研制的UHMWPE扁帶（tape）已在2012年產業化成功，產能為1000噸，商品名為EndumaxR，強度達25cN/dtex，模量1700cN/dtex以上。該產品抗拉模量提高近50%，尺寸穩定性更好；制備過程中不使用溶劑，更節能環保，成本也更低，適于做工業用纜繩，尤其適合于離岸泊留和拖拽纜繩。DSM公司系列產品BT10主要用于防彈、纜繩等領域，SK17主要用于雷達天線罩。國內目前還沒有開發出相應的產品。

二、國內外對比分析

我國對于UHMWPE纖維的研究起始于上世紀80年代，東華大學和中國紡織科學院開展了濕法和干法工藝路線研究。其中濕法工藝于2000年實現產業化生產。目前，除儀征化纖采用干法路線，近30家企業采用濕法路線生產UHMWPE纖維。2016年多家UHMWPE纖維企業已投入滿負荷生產甚至擴產。

目前國產UHMWPE纖維束絲強度35-37cN/dtex，強度不勻率為6%左右。DSM公司和Honeywell公司UHMWPE纖維強度已達到40cN/dtex以上，纖維強度不勻率均在3%左右。

國產纖維強度低及不勻率高的原因主要為UHMWPE樹脂分子量低、紡絲技術與國際先進水平存在差距等。目前DSM公司和美國Honeywell公司UHMWPE纖維的分子量為250萬左右，國產纖維的分子量200萬左右。另外，國內在樹脂粒度穩定性及結構穩定性等方面與國外有一定差距，對于低纏結UHMWPE樹脂制備及其熔融擠出技術研究不足。

三、應用前瞻

UHMWPE 纖維的常規應用主要集中在防彈防護、高強繩纜和輕質復合材料等領域。如用作防護材料的防彈衣、防彈頭盔、雷達防護罩、防彈裝甲、防刺服及防切割手套等；用作高強繩索的大型船舶纜繩、降落傘繩、牽引繩、登山繩等；制作復合材料應用于坦克內附壁緩沖材料、雷達天線罩、大型儲藏罐等；用作運動器械的弓弦、帆布、雪橇等，作為光纜補強材料、釣魚線及漁網等。

此外，隨UHMWPE纖維的高性能化和低成本化的發展，新的應用領域不斷拓展，如海洋采油平臺的系泊纜繩、航母拌索及各類艦艇的結構材料等，低成本UHMWPE用于增強水泥復合材料等；與芳綸復合應用制備更高防彈級別的防彈裝甲；與碳纖維復合應用制成輕質高強復合材料，如DSM下屬公司Dyneema Carbon的Dyneema復合碳纖維材料，強度比常規碳纖維復合材料提高了50-100%，而且在抗拉伸、壓縮、彎曲方面都有更優秀的表現。