高性能纖維有多硬核（讓防彈衣做到輕薄如紙堅硬如鋼）

據俄羅斯衛星網1月15日消息報道，俄羅斯技術集團武器消息人士表示，俄軍未來的"百人長"單兵裝備，將依靠特殊材料來實現創紀錄的輕重量，同時其保護程度將超過所有現有防彈衣。

根據俄羅斯方麵公布的資料，"百人長"可以阻止以每秒670米速度飛行的彈片，擁有極佳的防護性，而且還能夠抵消打擊衝擊，從而減小士兵因遭受衝擊而承受內髒損傷的概率。

就目前來看，防彈衣主流材料包括凱夫拉纖維、碳纖維以及高強PE纖維。

這三者之中，高強PE纖維是最具發展前景的材料，俄羅斯最新的防彈衣設計就是依托這種材料而來。

雖然聚乙烯通常被人們當作塑料的代名詞，但超高分子聚乙烯纖維和塑料材質的差距是非常巨大的，超高分子聚乙烯纖維是世界上最堅韌的纖維，其強度是鋼鐵的15倍。

超高分子量聚乙烯，也稱UHMWPE纖維，其突出的特性是與其極高的分子量分不開的。

一般說來，隻有平均分子量大於170萬的超高分子量聚乙烯樹脂，才具有常規分子聚乙烯所不具備、其它工程塑料無法比擬的優良性能。

因此，人們通常把平均分子量超過170萬的聚乙烯稱之為超高分子量聚乙烯。

UHMWPE纖維的生產采用凝膠紡絲(又稱凍膠紡絲)方法進行。現有的生產工藝可以分為兩大類，一類以DSM和東洋紡為代表的幹法紡絲法,另一類以Honeywell為代表的濕法紡絲法。

兩者的主要區別是采用了不同的溶劑和後續工藝。

DSM工藝采用十氫萘溶劑。

十氫萘易揮發，可以采用幹法紡絲，省去了其後的萃取工段；Honeywell采用石蠟油溶劑，需要後續的萃取工段，用第二溶劑(萃取劑)將第一溶劑萃取出來。

Honeywell等公司采用的石蠟油，又稱礦物油或者白油。一般為沸點高於350℃的烴類混合物。

國內現有的生產廠家大多數都采用石蠟油為溶劑的濕法紡絲工藝。國內外使用較多的萃取劑有氟氯烴(例如三氯三氟乙烷)、溶劑汽油、甲苯、二甲苯、二氯甲烷、二氯乙烷等。

氟氯烴低毒、不燃、萃取效率高，但是其使用受到保護臭氧層等國際公約的限製。

因此，尋找高效、低毒、安全的萃取劑一直是UHMWPE纖維生產工藝開發的重要內容。

通過化學、物理等方法改性生產出的超高分子量聚乙烯纖維，具有了更多的特性，在實際生產和應用中發揮著巨大的作用，也是科學工作者們研究的重點方向。

UHMWPE纖維具有高比強度，高比模量，其 比強度是同等截麵鋼絲的十多倍， 比模量僅次於特級碳纖維。

纖維密度低，密度是0.97g/cm3，可浮於水麵。

斷裂伸長低，斷裂功大，具有很強的吸收能量的能力，因而具有突出的抗衝擊性和抗切割性。

抗紫外線輻射，防中子和γ射線，比能量吸收高、介電常數低、電磁波透射率高。

耐化學腐蝕、耐磨性、有較長的撓曲壽命。

也是由於超高分子量聚乙烯纖維具有以上眾多的優異特性， 它在高性能纖維市場上，包括在海上油田的係泊繩、高性能輕質複合材料等方麵均顯示出極大的優勢，在現代化戰爭和航空、航天、海域防禦裝備等領域發揮著舉足輕重的作用。

就如文章開頭提過的，由於這種材質不僅極其堅固，而且異常地輕，其單位密度隻有0.97克/立方厘米，由於此密度比水還要小，因此這種材質的防彈衣扔到水裏都可以浮在水麵上。

“輕薄如紙，堅硬如鋼”這樣的形容應該說是恰如其分，它所製作的軍用防彈衣完全符合了堅固性和重量要求。

近幾年來，全球新材料產業以20%左右的速度快速發展,市場發展趨勢十分看好。不可否認超高分子量聚乙烯纖維就是這其中的代表。

但超高分子量聚乙烯纖維一直屬於世界範圍內的稀缺物資，世界年需求量約5萬噸，其中美國占70%，但全世界產量不足9000噸，缺口很大。

因此，新材料是21世紀重點發展的產業，複合化是新材料技術發展的重要趨勢，先進的複合材料更成為新材料發展的重要方向。

疫情爆發的這段時間催生了很多產業的轉型和升級，我們相信在未來將會有更多的中國產業投入到新材料的開發與研究中，我們將進入屬於自己的“新材料時代”。