江蘇連云港：一根絲的“千鈞”力量

【連網】（記者 周瑩 徐婧 通訊員 鄭非凡 楊子 王月）仙俠片中，各式神仙騰云駕霧其實是因為演員身上系著根神奇的“絲線”——超高分子量聚乙烯纖維組成的威亞繩。

這根只有頭發絲直徑寬的細絲，和碳纖維、芳綸合稱為“世界三大高性能纖維”，是世界上最堅強有韌性的纖維。它的強度是鋼鐵的15倍，織成“布”可以抵擋子彈的沖擊。

由于強度高、質量輕、防彈、防割等特性，超高分子量聚乙烯纖維成了安全防護、航空航天、海洋工程等行業的核心材料，同時，其在體育器材、醫療、民用等領域應用也日益廣泛，如高性能滑雪服、帆船、漁網、骨頭縫合線等。從防彈服到防切割手套，從深海養殖牧場用網衣到船舶系泊，從港珠澳大橋島隧工程施工中的“吊帶”到“蛟龍”號上配備的深海應急救生纜，都是其“用武之地”。

目前，全球超高分子量聚乙烯纖維年產量約為6萬噸。預計2025年全球需求量將達到16.5萬噸。其中，美國和歐洲等發達國家和地區的需求量最為旺盛。

我國自20世紀80年代開展凍膠紡絲生產超高分子量聚乙烯纖維的研究。2008年，連云港市聯合相關科研院所啟動超高分子量聚乙烯纖維的研發工作。

近日，筆者走進連云港神特新材料有限公司，了解這根“絲”何以有力拔山兮氣蓋世的“千鈞”力量。

強度是優質鋼材的15倍

走進神特新材料展館，筆者看到一根白色“絲線”被密密麻麻地卷繞在藍色的卷軸上，輕輕一吹還可以看到絲線根根分明。

“這根絲線至今還沒有人可以拉斷。”連云港神特新材料有限公司研發負責人蔣干兵非常自信地說。

筆者不服輸，決定向這根“絲線”發起挑戰，結果手指快要割出印子了，整根“絲線”依舊紋絲不動。原來，這根“絲線”是由360根0.02毫米細絲超高分子量聚乙烯纖維組成的。

這種纖維材料被業界稱為：“細如發絲、輕若鴻毛、強過鋼鐵”，簡單地說，在同等條件下，超高分子量聚乙烯纖維強度是優質鋼材的15倍、玻璃和尼龍66的4倍、高于碳纖維和芳綸纖維。

聽起來有點抽象。如果提到神舟飛船返回艙降落傘，我們普通人可能會更有感觸。

中國神舟飛船返回艙的重量一般在3噸左右。落地時，其需要借助航天降落傘降落，減少沖擊。中國自制的航天降落傘展開面積達到了1200平方米，主要靠96根直徑2.5毫米傘繩串聯起來。別看這些傘繩直徑不大，但其承受力卻相當驚人，可以直逼60噸。制作這種繩子的特殊材料就是芳綸以及超高分子量聚乙烯纖維。

超高分子量聚乙烯纖維為何能吊起千斤重量呢？因為這種纖維分子量超過200萬，且排列緊密有序，具有較高的極限強度和模量，不容易發生斷裂和變形。在港珠澳大橋修建時，施工人員就用14萬根超高分子量聚乙烯纖維組成的吊帶從海上吊裝了6000噸的鋼筋混凝土預制件。

不僅如此，它還可以編織現代的“金絲軟甲”。因為其結構穩定，具有極高的強度和優秀的韌性，并可以吸收大量的動能，因而具有良好抗沖擊性能，其織成的“布”可以做成防彈衣；編織的手套，具有防刺防割的功能，因而可以抓取碎玻璃。

180根絲紡成的“寬面條”

筆者走進神特的生產車間。只見現場的作業人員將超高分子量聚乙烯粉末引入到混合釜中，與白油溶劑混合溶脹，通過雙螺桿擠出機將其溶解，形成均勻的紡絲溶液。

紡絲溶液進入到計量泵中為隨后的噴絲做準備。計量泵按照預設的計量將溶液導入到紡絲箱體內的噴絲板中，進行噴絲操作，然后經過水槽冷卻，紡出了8束由180根絲組成的“寬面條”（即凍膠絲）。

這些“寬面條”經過冷卻、靜置，將部分白油釋放出來。經過靜置后的“寬面條”經預拉伸工序，“寬面條”變為“細面條”，為后續的萃取做好準備。在萃取環節，“細面條”上面的白油溶劑被萃取出來，萃取劑通過干燥環節被“吹走”了，“濕面條”變為了“干面條”。卷繞機將“干面條”卷繞到牽伸輥上，經過多級熱拉伸，一根根白色超高分子量聚乙烯纖維就成功制備完成了。前前后后十多次上百倍的拉伸，歷經“千錘百煉”方能“強悍如斯”。

蔣干兵介紹，截至目前，神特已經具有年產近千噸超高分子量聚乙烯纖維的生產能力，產品規格齊全。并先后與江南大學、東華大學等高校院所建立起長期的產學研合作關系，現擁有5個發明專利、30個實用新型專利。

加速拓展應用場景

“我們正在加快超高分子量聚乙烯無緯布的生產，實現產業鏈的延伸。”蔣干兵告訴筆者，本月首條生產線即將投入使用。

超高分子聚乙烯纖維材料具有超高強度、超高模量、低密度等特性，其制作的無緯布是制造防彈衣、防彈頭盔等防護裝備的主體復合材料，還可以提高航空器的防護能力，降低航空器的整體質量，提高飛行性能。因為這個原因，國家將超高分子量聚乙烯纖維及其復合材料作為重要的戰略資源進行儲備。國家發改委、工信部定位其為國家戰略性新興產業重點產品、關鍵戰略材料，并于今年7月將其納入到實施出口管制的原材料名錄中。

此次，連云港市啟動建設的超高分子量聚乙烯無緯布正是熱門的新材料類型。這種“布”是用超高分子量聚乙烯纖維和膠黏劑鋪展出來，只有經向，沒有緯向，因此被稱為“無緯布”，是當今世界強度最高、比重最輕的防彈材料。同傳統芳綸制備的防彈材料相比，其能夠減重20%至30%。無緯布繼續進行0/90正交復合、層壓就可以制作軟質防彈衣、輕質防彈頭盔、輕質防彈裝甲板材，防刺、防切割服裝襯片和特殊公共防暴設施。目前，年產300噸無緯布即將投產，該項目投產后，港城高性能纖維產業發展又將邁出新的步伐。

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