高性能 PE 繊維は、強度と剛性の値が高く、強度と重量の比率が高く、世界中の多くの企業で商業的に生産されています。 PE繊維から高い強度を得るには、次の要素が重要です。

 

• (-CH2-) ビルディング ブロックは、高い結晶性と配向性によってサポートされる必要があります。
• 鎖のねじれを最小限に抑えて、柔軟性の高い分子を得る必要があります。 分子は硬くなく、結晶性でなければなりません。
• 非常に高分子量の直鎖状分子を取得する試みを行う必要があります。

 

メーカーは、さまざまな特性を提供するために、さまざまな種類の PE 繊維を開発してきました。 PE は、溶融物と溶液の両方から取り出すことができます。 重要な生産者は、オランダのテイト マインズ (DYNEEMA)、アリアッド シグナル プロダクション (SPECTRA)、三井 (TEKMİLON)、セラニーズ、モンテファイバーです。

 

溶融紡糸システムまたは溶液紡糸システムの両方が、高性能 PE 繊維の製造に使用されます。 高分子量の PE 繊維は溶融紡糸システムで得られますが、このシステムは低分子量の PE 繊維により適しています。 このプロセスにより、弾性率は高いが強度が比較的低い繊維が得られます。 溶液からの抽出では、特殊な抽出処理を行うことで超高分子量PEが得られます。 このシステムにより、高強度と高弾性率の両方の繊維が得られます。

 

ソリューション抽出システムは、より多くの商業的成功を収め、 「メルトからショット」 呼び出されます。 このシステムはフローニンゲン大学によって開発され、後に DNS によって特許が取得されました。

 

超高弾性 PE 繊維を得るには、超ドラフトが必要です。 超重力がコイル状の結晶を壊し、長鎖のミクロフィブリルを形成しています。

 

モジュラスが高く、同じ温度で延伸されたPEフィラメントは、「シシカバブ」と呼ばれる構造をしています。 この構造は、ポイントシューティングによって修正されます。 ただし、精留プロセスには非常に高い温度が必要です。 さらに、材料を最初から高温で（比較的高速で）引き出すと、シシカバブの構造が滑らかなフィブリルに変わります。

 

以下は、PE 繊維の商業的成功の最も重要な要因です。

 

• 高い破壊エネルギーを備えた高い比強度と比弾性率
• 低比重
• 非常に優れた耐摩擦性
• 優れた電気的および耐薬品性
• 良好な耐紫外線性
• 低除湿

 

高性能PE繊維は、強度が高く、伸びが少ない。

 

独自の長さの休憩の長さは280 kmです。

 

超高弾性 PE 繊維 (UHMPE) の特性は、配向量に依存しません。 結晶化条件がずれると、UHMPE2 の機械的特性が変化します。 ゲル紡糸 PE 繊維の強度は、30 g/デニールなどの値に達します。 電子線照射法により、高強度・弾性率特性を向上させることができます。

 

ゲル紡糸法で得られたPE繊維は、ドラフト率を変えることで強度特性を変化させることができます。 強度の均一性は、30 を超える絞り比で非常に良好に提供されます。

 

溶融延伸繊維の強度は、欠陥の濃度とフィラメントの直径に依存します。 この点で、ゲル紡糸は非常に異なる挙動を示します。 PE繊維の強度は、結晶領域ではなく不規則領域の分布に依存します。 超または高張力の高分子量 PE 繊維の強度は、フィラメントの直径とプロピレンのコモノマー比率によって異なります。 この構造は、ヤング率の標準ファイバーの動作に準拠していません。

 

高弾性 PE 繊維は、さまざまな外部の影響に耐性のある化学的および結晶構造を持っています。 海水での耐性は、機能上の問題を引き起こしません。

 

高弾性率に加えて、PE 繊維は高い耐摩耗性を備えています。

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高性能繊維にも限界があります。 PE は融点が非常に低く、さまざまなマトリックスへの接着が不十分です。 したがって、複合材での使用は困難です。 特殊な表面処理により、繊維表面に粘着性を持たせることができます。

 

PE の使用領域の一部を以下に示します。

 

• ボートの帆
• 船のロープ
• 防護服
• 複合材（スポーツ用品、圧力容器、キール、各種防具）
• コンクリートブレース
• 漁網
• 医療用ワクチン

 

船の帆に PE 繊維を使用する主な理由は、軽量、高強度、低クリープです。 適切な組み合わせにより、使用中に帆が変形するのを防ぎます。 軽量、高強度、非常に優れた耐摩擦性、低吸湿性を併せ持つと、非常に優れた船用ロープが得られます。

 

米国における PE 繊維の最適な市場は船のロープです。 漁網も成長産業です。 ダイニーマは、最も一般的なトロール網です。 アイスランドは世界最大の PE 漁網の生産国です。 PE繊維は、長強度、高硬度、軽量、優れた柔軟性を兼ね備えているため、ボートキールに使用されています。 PE は耐衝撃性も非常に優れており、ガラス、炭素繊維との複合材を製造することで耐衝撃性が向上します。

 

登山家や鉱山労働者は、さまざまな種類のヘルメットや PE 複合材製のヘルメットを使用しています。 衝撃強度では、E ガラスのみが高弾性率 PE 繊維の代替品として示されています。 PE のその他の興味深い用途は、ロケット エンジン ブロックと圧力容器です。 加圧下での PE の破裂性能係数は、アラミドよりも約 45% 高くなります。

 

PE 繊維は、切り傷、縫い目、および弾道衝撃に対する保護にも使用されます。

 

高弾性 PE 繊維は、アラミド繊維やガラス繊維よりも強度がはるかに優れています。 PE 製の防弾チョッキは、同じ保護値を持つスチール製のベストよりも 60% 軽く、快適です。 PE 繊維は、危険な仕事やスポーツ用途にも非常に適していることがわかっています。 UHMPE では、保護手袋、フェンシング ウェアなどの製品が作られています。

 

PE 繊維製の防護服は、約 1000 N の力までは穴を開けることができません。 力率と誘電係数が低いため、PE ファイバーは信号をほとんど偏向させないため、レーダー シールド機能を備えています。 ジオテキスタイルの分野にもさまざまな用途があります。 PE 製のネットは、防食として使用されます。