[发明专利]一种复合绳索的制备方法及其在体育运动中的应用

说明书

【技术领域】

本发明涉及绳索技术领域，具体地说，是一种复合绳索的制备方法及其 在体育运动中的应用。

【背景技术】

中国是化纤大国，但不是化纤强国，据专家介绍和有关部门统计，中国 的高性能特种纤维的产量仅为世界产量的百分之一。当今世界三大高性能纤 维是：芳纶、碳纤维、超高分子量聚乙烯纤维，目前中国由于技术问题芳纶 仅有小量生产；碳纤维尚处在试验和初级生产阶段，产品只能应用在耐磨填 料等领域；超高分子量聚乙烯纤维已突破关键性生产技术，具备规模化生产 条件。据报道，美国超高分子量聚乙烯纤维70％用于防弹衣、防弹头盔、军 用设施和设备的防弹装甲、航空航天等军事领域，而我国在军事方面的应用 基本上为零，而高性能纤维的发展是一个国家综合实力的体现，是建设现代 化强国的重要物资基础，为此，从国家利益出发大力支持与加速发展我国的 超高分子量聚乙烯纤维的生产与应用尤显迫切。

超高分子量聚乙烯纤维(英文全称：Ultra High Molecular Weight Polyethylene Fiber，简称UHMWPE)，又称高强高模聚乙烯纤维，是目前世界 上比强度和比模量最高的纤维，其特殊性能为：

一、高比强度，高比模量。比强度是同等截面钢丝的十多倍，比模量仅 次于特级碳纤维；

二、纤维密度低，密度是0.97g/cm³，可浮于水面；

三、断裂伸长低、断裂功大，具有很强的吸收能量的能力，因而具有突 出的抗冲击性和抗切割性；

四、抗紫外线辐射，防中子和γ射线，比能量吸收高、介电常数低、电 磁波透射率高；

五、耐化学腐蚀、耐磨性、有较长的挠曲寿命。

目前，超高分子量聚乙烯纤维国际上只有荷兰帝斯曼公司(DSM)、美国 霍尼韦尔公司、日本三井公司共3家公司能工业化生产，且年总产量不到9000 吨。

上世纪70年代末期，荷兰帝斯曼公司采用疑凝胶纺丝方法(Gel spinning) 纺制超高分子量聚乙烯纤维获得成功。该公司是该纤维的创始公司，也是该 纤维世界上产量最高、质量最佳的制造商，年产量约5000吨。80年代美国 Allied-Singal公司与荷兰帝斯曼公司合作，在美国成立霍尼韦尔公司，生产超 高分子量聚乙烯纤维中低端产品，且仅限北美市场销售，年产量约3000吨。 日本东洋纺公司和荷兰帝斯曼公司合资在日本成立三井公司，生产超高分子 量聚乙烯纤维，销售地区仅限日本和中国台湾省，年产量约600吨。

目前欧美和日本的超高分子量聚乙烯纤维用途结构有一定差异。欧美主 要用于防弹衣和武器装备，占总量60％～70％，其次为绳缆占20％，渔网等 占5％、劳动防护占5％；日本主要用于绳缆、渔网、防护类，特别是防切割 手套，在汽车生产涂漆工序的使用已达到超高分子量聚乙烯纤维总需求量的 1/4。

超高分子量聚乙烯纤维自商业化生产以来，一直在迅速发展。美国发生 恐怖事件和世界不断发生局部战争以来，防弹衣料和军需装备用超高分子量 聚乙烯纤维的需求迅速扩大。同样在民用领域，超高分子量聚乙烯纤维产品 以其优良的性能，迅速成为海上用绳缆、远洋渔网和海上网箱等的主要材料， 其市场需求保持旺盛的增长。尽管荷兰帝斯曼公司、美国霍尼韦尔公司和日 本三井公司近几年多次增建扩产，产量以每年8％以上的速度递增，但仍不 能满足市场需求。

(1)荷兰帝斯曼公司的情况，2001年美国发生恐怖事件后，以美国为中 心的防弹衣用产品需求激增，帝斯曼公司迅速扩建，将生产能力增加10％以 上。据报道，2006年荷兰帝斯曼公司计划在美国的北卡罗来纳州Greenville 工厂原有生产线的基础上，再新建1条生产线，将使该公司纤维生产线总数 达到10条，新装置预计将于2008年早期投产。而且Greenville工厂的产品直 到今天主要供应美国军队和执法机构。

(2)美国霍尼韦尔公司的情况，美国霍尼韦尔公司至今没有扩产，2006 年与帝斯曼公司就有关超高分子量聚乙烯纤维的分歧达成谅解，默认帝斯曼 公司在美国境内的不断扩产，其详情不得而知。据悉霍尼韦尔公司生产工艺 的主要辅料为氟氯化碳(俗称氟利昂)，氟氯化碳的使用给扩产带来了巨大技术 障碍。