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UHMW-PE / UPE

UHMW PE(or UPE)는 초고분자 PE로 그 분자량이 흔히 100만을 넘는 섬유입니다. 매우 가벼우며 강도 면에서 탁월한 특성을 내어 로프, 내절단장갑 및 안전보호복 방탄복 등으로 고가에 사용되고 있습니다.

특성

UHMW-PE는 처음 네덜란드의 DSM에서 1979년 개발되어1990년 양산되었고 일본 Toyobo와 협력하여 Dyneem®가 상품화되었습니다. 또한 미국에서는 Allied Signal(Honeywell)이 Spectra®를 상품화하였습니다.


참고로 플라스틱에서 UHMW-PE는 분자량 300~500만의 플라스틱을 뜻합니다. 또한 고강도 섬유인 아라미드와 비교하여 무게 대비 강도가 3배정도 뛰어날 뿐 아니라 아라미드에 비해 적은 에너지 및 화학약품을 사용하는 친환경적 섬유입니다.


UHMW-PE는 무게 대비 강도가 매우 뛰어나 스틸보다 약 15배 높은 인장강도를 가지는 고성능 소재입니다. 또한 가볍고 유연하면서도 우수한 탄성과 피로 저항성을 갖추고 있어 반복 하중 환경에서도 안정적인 성능을 유지합니다.


특히 에너지 흡수성이 뛰어나 충격을 효과적으로 분산시킬 수 있어 방탄, 보호장비, 절단 방지 장갑, 헬멧 등 안전·보호 분야에 널리 활용됩니다. 여기에 더해 마찰계수가 낮고 내마모성이 우수하여 해양(밧줄), 산업용 슬라이딩 부품 등에서도 뛰어난 내구성을 발휘합니다.


또한 화학물질, UV, 미생물에 대한 내성이 뛰어나 다양한 환경에서도 물성 저하가 적으며, 약 -150℃ ~ 80℃ 범위에서 사용 가능해 극저온 환경에서도 안정적으로 사용할 수 있는 소재입니다.

참고 내용

Dyneem®는 Dyneem®yarn, Dyneem®UD, Dyneem®puriry 크게 구분이 됩니다. 일반보호복, 로프로 사용되는 것은 Dyneem®yarn입니다.
Dyneem®yarn의 grade : SK25/SK60/SK62/SK65 SK75/SK77


Spectra® 는 아래와 같이 구분이 됩니다.

  • SpectrFiber900/1000/2000,
  • Spectra Shileld®
  • Gold Flex®
  • Gold Shield®

Spectra fiber 900의 물리적 특성 수치 표. 섬유의 굵기(데니어)별로 인장 강도, 절단 강도, 탄성률, 신율, 밀도 등의 세부 성능 지표를 비교하여 보여줍니다.
Spectra® fiber 900의 주요 물리적 특성 수치 (데니어 650, 1200, 4800 기준)

다이니마와 아라미드, 탄소 섬유, 유리 섬유, 스틸 등 주요 소재의 인장 강도를 비교한 도식입니다. 헬리콥터에 연결된 선을 통해 소재별 강도 수치를 시각화하며, 일반 폴리에틸렌과 다이니마의 분자 구조 차이를 함께 보여줍니다.
소재별 인장 강도 비교 및 다이니마(Dyneema)와 일반 폴리에틸렌(Normal PE)의 분자 구조 차이 개요