UHMWPE繊維の優れた特性

UHMWPE 繊維には、優れた機械的特性、優れた耐衝撃性、優れた耐摩耗性、優れた耐化学腐食性、優れた耐光性など、多くの優れた特性があります。

1. UHMWPE 繊維の優れた機械的特性。

UHMWPE繊維は優れた機械的特性を有しています。同じ線密度において、UHMWPE繊維の引張強度はスチールワイヤーロープの15倍に達します。これは、世界三大ハイテク繊維の一つであるアラミド繊維の40%以上、高品質のスチール繊維や一般的な化学繊維の10倍にも相当します。スチール、Eガラス、ナイロン、ポリアミン、炭素繊維、ホウ素繊維と比較しても、その強度と弾性率はこれらの繊維よりも高く、同品質の材料の中では最も高い強度を誇ります。

2.UHMWPE繊維の優れた耐衝撃性

超高分子量ポリエチレン繊維は優れた耐衝撃性を有し、変形・成形時のエネルギー吸収能力と耐衝撃性は、「世界三大ハイテク繊維」とも呼ばれるアラミド繊維や炭素繊維よりも優れています。ポリアミド、アラミド、Eガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維と比較して、UHMWPE繊維は衝撃吸収力よりも高いエネルギー吸収力を有しています。

3. UHMWPE繊維の優れた耐摩耗性

一般的に、材料の弾性率が高いほど耐摩耗性は低くなりますが、UHMWPE繊維の場合はその逆です。UHMWPE繊維は摩擦係数が低いため、弾性率が高いほど耐摩耗性は高くなります。UHMWPE繊維の摩擦係数を炭素繊維やアラミド繊維と比較すると、UHMWPE繊維の耐摩耗性と耐屈曲疲労性は、炭素繊維やアラミド繊維よりもはるかに高く、他の高性能繊維よりも耐摩耗性に優れています。優れた耐摩耗性と耐屈曲性により、加工性も優れており、他の複合材料や織物への加工も容易です。

4.UHMWPE繊維の耐薬品性

UHMWPE繊維の化学構造は比較的単純で、化学的性質も比較的安定しています。また、結晶構造の配向性が高いため、強酸や強塩基に対する活性遺伝子の攻撃を受けにくく、本来の化学的性質と構造を維持できます。そのため、ほとんどの化学物質に対して腐食されにくく、ごく少量の有機溶液でわずかに膨潤するだけで、機械的性質の低下は10%未満です。UHMWPE繊維とアラミド繊維の異なる化学媒体における強度保持率を比較したところ、UHMWPE繊維の耐腐食性はアラミド繊維よりも明らかに高く、特に酸、アルカリ、塩に対して安定しており、次亜塩素酸ナトリウム溶液中でのみ強度が失われます。

5.UHMWPE繊維の優れた耐光性

UHMWPE繊維は化学構造が安定しているため、ハイテク繊維の中でも耐光性が最も優れています。アラミド繊維は紫外線耐性がないため、直射日光を避ける条件下でのみ使用できます。UHMWPE繊維をナイロン、高弾性率アラミド、低弾性率アラミド繊維と比較すると、UHMWPE繊維の強度保持率は他の繊維よりもはるかに優れています。

6.UHMWPE繊維のその他の特性

UHMWPE繊維は、優れた疎水性、耐水性、耐湿性、電気絶縁性、長寿命といった特性も備えています。水に浮く唯一のハイテク繊維であり、理想的な低温材料でもあります。

しかし、UHMWPEには欠点もあります。まず、融点が低いことです。加工時の温度は130℃を超えてはなりません。130℃を超えると、UHMWPE繊維の分子鎖間の力が弱いため、クリープ現象が発生し、耐用年数が短くなります。また、UHMWPE繊維には染料基がないため、濡れ性が悪いです。染料が繊維に浸透しにくく、染色性も劣ります。これらの欠点は、UHMWPEの応用範囲に影響を与えます。