UHMWPE 섬유의 우수한 특성

UHMWPE 섬유는 우수한 기계적 특성, 우수한 충격 저항성, 우수한 내마모성, 우수한 내화학성, 우수한 내광성 등 많은 우수한 특성을 가지고 있습니다.

1. UHMWPE 섬유의 우수한 기계적 성질

UHMWPE 섬유는 우수한 기계적 성질을 가지고 있습니다. 동일한 선밀도에서 UHMWPE 섬유의 인장 강도는 강철 와이어 로프의 15배에 달합니다. 이는 세계 3대 첨단 섬유 중 하나인 아라미드 섬유보다 40%, 고품질 강철 섬유 및 일반 화학 섬유보다 10배 높습니다. 강철, E-유리섬유, 나일론, 폴리아민, 탄소 섬유, 붕소 섬유 등과 비교했을 때, UHMWPE 섬유의 강도와 탄성률은 이들 섬유보다 높으며, 동급 소재 중 가장 높은 강도를 자랑합니다.

2. UHMWPE 섬유의 우수한 충격 저항성

초고분자량 폴리에틸렌 섬유는 내충격성이 우수합니다. 변형 및 성형 시 에너지 흡수 및 충격 저항 능력이 "세계 3대 첨단 섬유"로 불리는 아라미드 섬유와 탄소 섬유보다 높습니다. 폴리아미드, 아라미드, E 유리 섬유, 탄소 섬유, 아라미드 섬유와 비교했을 때, UHMWPE 섬유는 충격 흡수 에너지가 더 높습니다.

3. UHMWPE 섬유의 우수한 내마모성

일반적으로 재료의 탄성률이 높을수록 내마모성은 낮아지지만, UHMWPE 섬유의 경우는 정반대입니다. UHMWPE 섬유는 마찰 계수가 낮기 때문에 탄성률이 높을수록 내마모성이 높아집니다. UHMWPE 섬유의 마찰 계수를 탄소 섬유 및 아라미드 섬유와 비교해 보면, UHMWPE 섬유의 내마모성과 굽힘 피로도는 탄소 섬유 및 아라미드 섬유보다 훨씬 높습니다. 따라서 다른 고성능 섬유보다 내마모성이 우수합니다. 내마모성과 굽힘 저항성이 우수하여 가공성 또한 우수하며, 다른 복합 소재 및 직물로의 가공이 용이합니다.

4. UHMWPE 섬유의 내화학성

UHMWPE 섬유는 화학 구조가 비교적 단순하고 화학적 특성이 비교적 안정적입니다. 또한, 결정 구조 배향성이 높아 강산 및 강염기에서 활성 유전자의 공격에 덜 취약하며 원래의 화학적 특성과 구조를 유지할 수 있습니다. 따라서 대부분의 화학 물질에 쉽게 부식되지 않습니다. 소수의 유기 용액만이 약간 팽창할 수 있으며, 기계적 특성 손실은 10% 미만입니다. 다양한 화학 매체에서 UHMWPE 섬유와 아라미드 섬유의 강도 유지율을 비교했습니다. UHMWPE 섬유의 내식성은 아라미드 섬유보다 현저히 높습니다. 특히 산, 알칼리, 염에 안정하며, 차아염소산나트륨 용액에서만 강도 손실이 발생합니다.

5. UHMWPE 섬유의 우수한 내광성

UHMWPE 섬유는 화학 구조가 안정적이기 때문에 내광성도 첨단 섬유 중 최고 수준입니다. 아라미드 섬유는 자외선 차단 기능이 없으므로 직사광선을 피하는 조건에서만 사용할 수 있습니다. UHMWPE 섬유를 나일론, 고탄성률 및 저탄성률 아라미드와 비교했을 때, UHMWPE 섬유의 강도 유지율은 다른 섬유보다 훨씬 높습니다.

6. UHMWPE 섬유의 기타 특성

UHMWPE 섬유는 우수한 소수성, 내수성 및 내습성, 전기 절연성, 긴 굴곡 수명을 자랑합니다. 물에 뜰 수 있는 유일한 첨단 섬유이며, 저온 소재로도 적합합니다.

하지만 융점이 낮다는 단점도 있습니다. 가공 시 온도가 130℃를 초과해서는 안 됩니다. 그렇지 않으면 UHMWPE 섬유 분자 사슬 간의 힘이 약해져 크리프 현상이 발생하고 수명이 단축됩니다. UHMWPE 섬유에는 염료기가 없어 습윤성이 좋지 않습니다. 염료가 섬유 내부로 침투하기 어려워 염색성이 저하됩니다. 이러한 단점은 UHMWPE 섬유의 적용 범위에 영향을 미칩니다.