Page 227 - 《水产学报》2026年第3期

3 期 水 产 学 报 50 卷

在海洋强国的背景下，远洋渔业、海洋牧场 照时间变大、力学拉伸性能明显下降。刘鹏等 [10]
和深远海养殖等现代渔业不断加快发展步伐，而 将 UHMWPE 材料放入紫外老化试验箱进行辐照，
传统合成纤维绳网及渔具在一定程度上已无法适 发现紫外老化会明显降低 UHMWPE 材料的拉伸
应现代渔业的高质量发展 。开发和应用具有高模高 性能。陈树山等 [11] 发现受紫外光暴晒的 UHMWPE
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强、耐磨、耐高温、耐老化、低蠕变的新型纤维 拦截网使用寿命因老化问题而明显缩短。开展紫
材料，实现绳网及渔具等的迭代升级是实现现代 外辐照对中高强 UHMWPE 纤维影响的研究是材
渔业走向深蓝、走向深远海的重要举措 。作为 料应用与推广的先决条件。本研究以 3 种不同线
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高性能纤维，超高分子质量聚乙烯 (UHMWPE) 纤 密度的中高强 UHMWPE 纤维为对象，对比普通
维相比钢丝和碳纤维等，具有更高的强度、更好 UHMWPE 纤维和低蠕变 UHMWPE 纤维，采用紫
的物理机械性能、更强的耐腐蚀性和更低的成本， 外试验箱进行人工加速老化实验，对打结后的上
各方面的性能优势，使其在如渔网、钓线以及缆 述几种纤维，按照不同时间梯度进行紫外辐照，
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绳等多个领域得到了广泛应用 。在渔业领域， 研究纤维在不同紫外老化程度下结节微观结构、
UHMWPE 纤维特性赋予了渔具更好的抗冲击性和 热稳定性能以及力学性能的变化，对比综合性能
安全性，能延长渔具使用寿命，已成为我国深远 的差异，为中高强 UHMWPE 纤维材料进一步的
海网箱及围栏养殖设施网衣、纲索等结构的主要 研发与应用提供基础数据参考。
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材料 。但现有 UHMWPE 纤维工业化制备方法中
1 材料与方法
使用大量有机溶剂导致能源消耗大、环境污染和
相对较高的生产成本，制约了其在深远海养殖等
1.1 实验材料
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领域的进一步大规模推广与应用 。研发兼具低
成本和高性能 UHMWPE 材料是当前深远海养殖 实验材料为中高强 UHMWPE 纤维，共 3 种
等产业的普遍需求，同时也可填补这一巨大市场 不同线密度规格 (1600D、3000D、6000D)。对比
[6]
空白 。 材料：普通 UHMWPE 纤维为市售材料，线密度
采用 UHMWPE 成纤专用料，通过湿法冻胶 规格为 1600D；低蠕变 UHMWPE 纤维为市售材
纺丝法和多级高温拉伸工艺，可以实现低成本生 料，线密度规格为 1600D。
产中高强 UHMWPE 纤维。中高强 UHMWPE 纤 1.2 纤维的制备与实验设备
维相较普通 UHMWPE 纤维性能差距小、生产制
将 UHMWPE 原料、抗氧化剂、溶剂油、乳
备工艺更加环保，纤维内部结构均匀致密，能满
化剂等原料混合均匀得到纺丝原液，采用湿法冻
足中高强度要求，且适于工业化生产。以线密度
胶纺丝法将纺丝原液通过螺杆挤出机挤出中高强
为 1600D (D 代表线密度单位丹尼尔，Denier) 的
UHMWPE 冻胶原丝；再将冻胶原丝依次经过预拉
纤维为例，一种市售中高强 UHMWPE 纤维的价
伸、萃取、干燥处理，然后进行多次超倍热拉伸，
格 (40 元/kg) 较某企业生产的普通 UHMWPE 纤维
最后热定型、卷曲，制备出中高强 UHMWPE 纤维。
价格 (55 元/kg) 低约 27.3%，具有明显价格优势和
本研究中所使用的实验设备如表 1 所示。
性价比。开展中高强 UHMWPE 纤维的性能研究，
1.3 紫外辐照
促进性价比更高的中高强 UHMWPE 材料在深远
海养殖等领域的大规模应用，具有广阔的市场前 紫外辐照模拟基于实际海面上的辐照环境，
景和深远的社会效益 [7-8] 。 将紫外试验箱的辐照度设定为与海面实测紫外辐
在深远海养殖等领域，绳网及渔具长期暴露 射量级相近，确保实验在紫外辐射通量密度参数
于强光照、强紫外辐照、高温高热的海上环境，受 上具有合理性。把 UHMWPE 纤维样品在 YG086
紫外辐照易发生老化等问题，材料的抗紫外老化 型缕纱测长仪上按 1 m 的长度截取，每个样品均
等性能是决定新型材料应用性的重要方面。诸多 在相同的位置进行打结。采用高压汞灯为 500 W
关于 UHMWPE 材料的研究常用紫外辐照、光老 的紫外灯耐侯试验箱 (WJ-UV-340 型)，将纤维样
化、高温热氧化等试验评估其性能。刘永利等 发 品置于箱中进行紫外辐照老化处理，试验箱中的
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现 UHMWPE 渔网在紫外光辐照下老化效果随辐 光照强度为 0.76 W/m 。按照国家标准《塑料 实
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https://www.china-fishery.cn 中国水产学会主办 sponsored by China Society of Fisheries
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