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影响我们生活中的高性能纤维材料

发布日期:2018-03-02????点击次数: 次

? ? 2010年上海世博会,化工新材料作为材料领域的一朵奇葩, 广泛应用于世博园的建设和装修中, 彰显出节能、环保、低碳经济等元素, 展示出化工新材料的发展水平及其在未来的应用领域。

? ??高性能纤维材料主要包括碳纤维、芳纶纤维和超高分子量聚乙烯纤维, 是火箭、导弹、战斗机、作战装甲、海军舰船等尖端武器装备的重要基础原材料, 在军事工业发挥重要作用。经过20 年的攻关, 我国在碳纤维、芳纶和高强高模聚乙烯纤维等高性能纤维领域已取得突破性进展, 进入到大规模工业化生产前期。高性能纤维的应用也不再局限于军工领域, 逐渐用于改善人类生活 。

? ??碳纤维在人类日常生活的应用更为广泛。在体育休闲用品中, 钓鱼竿、高尔夫球杆、网球拍、滑雪板等都大量应用了碳纤维。碳纤维自行车作为骑行爱好者的终极追求目标在我国也已实现产业化, 价格仅为进口同类碳纤维自行车的1/ 2, 目标是推出市场价位在3000 多元的民用级碳纤维自行车和折叠车, 让普通百姓都能骑上碳纤维自行车。

? ??自从1953 年第一辆全复合材料车身的汽车问世以来, 复合材料在汽车上的应用不断增多。如今在汽车车身、尾翼、汽车底盘, 发动机罩、汽车内饰等方面我们都能够发现碳纤维复合材料的身影。碳纤维复合材料具有比金属材料更高的刚性和抗冲击性能, 还具有极佳的能量吸收能力, 进一步保证了碳纤维复合材料汽车的安全性。据介绍, 碳纤维复合材料的能量吸收能力比金属材料高4~ 5 倍左右。

? ??数年来, F1 车队一直采用碳纤维复合材料制造其赛车的碰撞缓冲构件, 从而减少了这顶级汽车运动项目中的重伤事故。除了安全性之外, 轻量化是碳纤维复合材料另一个显着优点。而轻量化的直接成果就是减低汽车的油耗。

? ??超高分子量聚乙烯纤维(UHWMPE)是世界上最坚韧的纤维,其“轻薄如纸、坚硬如钢”强度是钢铁的15倍,比碳纤维和芳纶1414(凯夫拉纤维)还要高2倍。主要用于制造防弹设备和高性能绳索。

? ??上海世博会开幕式的舞台天穹上770只可升降白色小球组成的魔幻方阵,可变换成不同图案,合着音乐节拍轻柔舞动。这恰是UHWMPE纤维制成绳索的使用,才有了“小球矩阵”的精彩表演。这种绳索不仅重量轻、弹力高、柔韧性好,且可以任意改变颜色。因此,在与“小球矩阵”相结合的表演中,观众肉眼几乎看不到牵引小球的绳索,从而更加完美地营造出小球“凌空悬浮”的效果。