UHMWPE纤维的优势在于其独特的高取向伸直链结构，具有强度高、比重轻、稳定性好等优点，还具有抗紫外线、耐磨、耐低温、耐弯曲和抗冲击等优良性能；UHMWPE纤维在水中的自由断裂长度为无限长，相同粗度UHMWPE纤维承受的最大质量约为钢丝绳的8倍，是航空航天和军事工业等领域不可替代的材料。UHMWPE纤维还可以用来制作防弹、防刺等衣物，不仅质量轻，而且强度高^{[ 2 ]}；UHMWPE纤维的强度是钢材的16倍，其质量与强度之比较芳纶高出四成，是目前世界上强度最高的聚合物纤维。

UHMWPE纤维的密度比水小，此特性使其在海洋工程绳缆应用方面独具优势，主要优势包括表面光滑，磨擦系数较低，具有优良的耐磨性能；相对较大的伸长，具有良好的耐弯曲和易形变等性能，利于加工操作成型；柔性链大分子高聚物结构，具有良好的抗冲击性能；UHMWPE纤维大分子中化学键仅有C-H、C-C两种，并无其它活性基团，耐化学腐蚀性能优良；结构单一，结晶度高，结构也极为紧密，使得纤维在长时间光照下可以保持高强高模特性；较普通聚乙烯的耐热性有所提高，实验表明，UHMWPE纤维在130℃(熔点)左右短时间(不超过半小时)内性能变化不大。

UHMWPE纤维研发生产了众多复合材料，它们的应用领域极为广泛，主要包括海洋工程领域、国防军需领域、安全防护领域等。此外，在航空航天领域和体育器材领域等也有很多应用，见表1。

蠕变是指高分子材料在恒定的拉伸力作用下，随着时间发展高分子材料的形变过程，揭示了高分子材料应力、应变与时间之间的关系。

陈聚文^{[ 8 ]}等人通过实验获得UHMWPE纤维不同比例断裂载荷下的蠕变曲线，表明分子间粘流流动占UHMWPE纤维蠕变的主要部分；纤维的蠕变速率随着环境温度的升高变快，蠕变断裂伸长变大，蠕变断裂时间相应缩短；纤维的蠕变速率随施加应力的增大变快，蠕变断裂伸长变小，蠕变断裂时间缩短，见图1。

王依民^{[ 9 ]}通过在材料中加入碳纳米管和环氧树脂来改善UHMWPE纤维的蠕变性能、力学性能及耐热性，结论为物理和化学的交联点是两种材料的加入。

UHMWPE纤维的分子链中没有极性基团，纤维表面呈惰性，而且UHMWPE纤维的取向度高，表面平滑，比表面积小，这些使得纤维与树脂难以形成化学结合，导致纤维与树脂之间的相互作用力较弱，从而大大限制了UHMWPE纤维在复合材料中的应用，因此，对UHMWPE纤维进行表面改性尤为重要。

早期工业制取聚乙烯鬃丝应用于绳索和渔网等，一直受限于鬃丝强度过低，因此，如何改进工艺来提高聚乙烯纤维的强度成为关键。Ward等人试验研究了不同相对分子质量聚乙烯薄膜的拉伸性能，认为制备UHMWPE纤维的方法是提高拉伸倍数，而选用不同相对分子质量聚乙烯原料，加工成纤维的方法也不同。

UHMWPE相对分子质量非常大，使得聚乙烯熔融之后粘度很大，常规的熔融纺丝生产工艺一般不适用制备UHMWPE纤维，但目前国内个别企业在UHMWPE纤维熔纺上已经获得突破，大大降低UHMWPE纤维的生产成本，此外，国内在彩色UHMWPE纤维研发上也获得一些进展。目前，纺制UHMWPE最为成熟的纺丝方法为冻胶纺丝。目前的冻胶纺丝法生产工艺主要有两大类，即干法纺丝法和湿法纺丝法。区别主要是采用了不同的溶剂和后续工艺。干法纺丝法采用十氢蔡为溶剂，由于十氢蔡易挥发，省去其后的萃取工段。湿法冻胶纺丝法是将UHMWPE溶解于萘烷或液体石蜡等溶剂中，制成准稀薄溶液然后脱泡，再经喷丝头挤出，冷成冻胶原丝，然后在萃取剂中进行热拉伸即可得UHMWPE纤维，见图5。UHMWPE的溶解是大分子解缠的过程，而冻胶原丝的形成实质是UHMWPE大分子在冻胶原丝中保持着解缠状态，该状态为其后的大分子充分伸展奠定了基础。超倍拉伸不仅使纤维的结晶度、取向度提高，而且使呈折叠链的片晶结构向伸直链转化，从而极大地改善了制得纤维的强度和模量。

常熟绣珀纤维有限公司将冻胶原丝依次经萃取，干燥以及热拉伸获得所述高相对分子质量聚乙烯纤维获得纤度低且抗断裂强度高的超高相对分子质量聚乙烯纤维产品，且生产成本低，该工艺已于2010年获得国家专利。

东华大学将相对分子质量150万~800万的超高相对分子质量聚乙烯粉料和溶剂按一定质量比与抗氧剂混合加热搅拌然后自然降温形成冻胶块，取出并将其粉碎成粒料，再脱去部分溶剂，得到聚乙烯纺丝原料，将原料输入螺杆熔融挤出纺丝，预拉伸卷绕，再萃取、干燥和热超倍拉伸工艺，得到高强高模聚乙烯纤维，该工艺可以防止纺丝过程中相对分子质量降低严重和螺杆效率低的问题，弥补现有技术毒性较大、污染环境和生产成本高等不足^{[ 20 ]}。

图5. 冻胶纺丝制备工艺流程(沈新元，2006)

荷兰DSM公司于1975年投入研发制得UHMWPE纤维，将专利使用权转让给美国的Allied公司、日本的东洋纺公司等。1984年该公司与日本东洋纺合资建成50t/a的中试工厂，纤维商品名为Dyneema-60。美国Honeywell公司购买了该专利后进行了商品化生产，其纤维称为Spectra900、Spectra1000。日本Mitsui公司于1988年正式商业化生产的UHMWPE纤维称为Tekmilon，并将UHMWPE纤维产品重点放在扩大作业手套、钓线和绳缆市场上。2008年荷兰DSM公司位于欧洲和美国的工厂产能达到4500 t/a，日本合资工厂产能达到1600 t/a。2010年DSM欧洲和美国工厂的高强聚乙烯纤维产能达到6000 t/a，日本合资工厂产能达到3200 t/a。DSM公司拥有专门的应用研究及市场开发团队，其对高强聚乙烯纤维应用领域的拓展起着引领作用。

美国Honeywell公司建有590 t/a的Spectra高强聚乙烯纤维生产装置，产品特色是模量极高，并拥有单面无纬布连续生产线。该公司使用自产的超高强度PE纤维织入尼龙中，生产出具有卓越抗撕裂和耐磨性能的产业用纺织品。该公司在弗吉尼亚州科洛尼尔海茨建立了一座超高强度PE纤维生产厂，现已全面投产。截至2009年，该公司高强聚乙烯纤维产能为1000 t/a，2010年其产能达到约3000 t/a。

日本东洋纺公司也于2008年扩大生产规模并扩大商品名为Dyneema的高强度聚乙烯纤维产能，以满足市场需求的增长。公司计划在位于日本福井的工厂内新建两条生产线生产Dyneema 纤维，当前该工厂已拥有1600 t/a的Dyneema纤维生产能力。

我国于上世纪八十年代开始对UHMWPE纤维进行研究开发。目前已成为UHMWPE纤维生产量第三大国。东华大学化学纤维研究所的科研成果使我国将这种超高强度纤维应用于“神舟”飞船的回收系统，其开发的UHMWPE纤维产品广泛应用于防弹、头盔等国防军工领域，同时，东华大学开发了高浓度原液纺丝技术，建成单线年产250 t的生产线，使我国成为继美国、荷兰之后拥有自主知识产权生产UHMWPE纤维的国家。

目前国内有数十家生产UHMWPE纤维的企业，其中规模较大的有山东爱地高分子材料有限公司、北京同益中特种纤维技术开发有限公司、宁波大成新材料股份有限公司和湖南中泰特种装备有限公司等。在上述4家企业当中，北京同益中特种纤维技术开发有限公司，经过近十年的技术发展，已建成年产600 t的UHMWPE纤维生产基地。2008年山东爱地高分子材料公司采用自主技术建设的UHMWPE一期工程完工，标志着我国首次采用自主技术实现了UHMWPE的工业化生产。该公司已陆续建成了7条UHMWPE纤维生产线，总产能达到2000 t/a。到2010年年产量达5000 t。宁波大成至2009年底已形成年产高强聚乙烯纤维1500 t，防弹衣、防弹头盔20万套，各类防弹装甲板材300 t，防切割手套600万双，高强度绳索300 t，高性能复合材料用基布200 t的生产规模，其产品大部分用于出口。湖南中泰研制开发UHMWPE纤维，已建成千吨级的UHMWPE纤维和UD材料工厂。

其他生产企业方面，中纺投资发展公司和浙江耀江集团，改变了以前主要靠引进美国冻胶废丝进行后加工而生产出合格丝的状态，经过改进和学习研究，现在该公司能够从制备聚乙烯溶液开始到生产出性能优异的成品丝，具有整套的合理的生产工艺。2009年仪征化纤公司率先实现干法纺丝工艺路线的产业化；杭州东南化纤有限公司与东华大学合作，开发了碳纳米管增强的超强聚乙烯纤维，在一定程度上改进了原纤维的耐热性、抗蠕变性和界面性能。此外，杭州翔盛纺织有限公司、上海斯瑞聚合体科技有限公司、北京威亚高性能纤维有限公司等在高强聚乙烯纤维生产、开发方面也取得一定突破。