一种改性超高分子量聚乙烯纤维混纺制备方法技术

本发明专利技术公开了一种改性超高分子量聚乙烯纤维混纺制备方法，包括以下制备步骤：步骤一、改性超高分子量聚乙烯的制备；A.先将超高分子量聚乙烯研磨成粉加入到反应釜中，然后向反应釜中加入十氢萘溶剂并对其进行加热溶解，制得超高分子量聚乙烯溶液；B.然后向反应釜中加入PTFE乳液、硅烷偶联剂、石墨和助剂，制得改性超高分子量聚乙烯；步骤二、改性纤维的制备；步骤三、混纺；本发明专利技术针对现有的超高分子量聚乙烯纤维不能耐高温、变形温度低，从而限制其应用领域的技术问题进行改进，将其与PTFE纤维混纺，采用本方案制得的混纺纤维具有耐高温、耐腐蚀、力学性能优良等特点，远远超出了单一纤维的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种改性超高分子量聚乙烯纤维混纺制备方法
本专利技术涉及塑料纤维纺织领域，尤其涉及一种改性超高分子量聚乙烯纤维的混纺制备方法。
技术介绍
超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)是一种线性结构的具有优异综合性能的热塑性工程塑料，具有优良的抗冲击性、耐磨损性、耐化学腐蚀性及自身润滑性等性能，他已大量应用于具有上述特性的苛刻环境中，例如在纺织、采矿、化工、机械、建筑、医疗、航空以及军工等领域具有广泛的应用。但却无法克服超高分子量聚乙烯粘度大、软化温度低且很难注塑等缺点，使得在一定程度上限制了超高分子量聚乙烯的应用范围。中国专利CN1245179A公开了一种可用挤出法进行加工的超高分子量聚乙烯组合物。但由于随着十氢化萘、低分子量聚乙烯、酰胺类润滑剂等的加入，复合材料的拉伸强度与纯的超高分子量聚乙烯相比还有一定差距，且熔融指数偏低，加工流动性不好，不利于复合材料的顺利挤出。超高分子量聚乙烯纤维又称高强高模聚乙烯纤维，是目前世界上比强度和比模量最高的纤维，其分子量在100万～500万的聚乙烯所纺出的纤维，它是采用齐格勒催化剂制备树脂后，以十氢萘或石蜡油、灯油为溶剂进行凝胶纺丝，或以石蜡烃为熔剂进行"半熔纺"而得。超高分子量聚乙烯纤维的主要生产工序如下:原料的制备--双螺杆挤压机--纺丝箱--喷丝板--萃取--干燥--加热牵伸--卷绕成型；但是由于超高分子量聚乙烯本身的缺陷，其软化温度不超过100℃，使得其纤维制品很难适用于高温环境。PTFE纤维是由聚四氟乙烯为原料，经纺丝或制成薄膜后切割或原纤化而制得的一种合成纤维。其具有耐高温、防老化、耐腐蚀等特点；其中，其可在温度高达250℃的环境下进行工作，可广泛用作垃圾焚烧炉和煤锅炉用的排气净化滤材、非金属轴承、减低摩擦用的塑料填料和缝纫丝等。本专利技术将超高分子量聚乙烯纤维与耐高温的PTFE纤维进行混纺，从而改善二者的性能缺陷，通过混纺制得的产品具有耐高温、耐腐蚀、力学性能优良等特点，可广泛应用高精尖航天

技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种改性超过分子量聚乙烯纤维混纺制备方法，以解决现有的单一超高分子量聚乙烯纤维软化温度低、应用领域受到限制等技术问题；本专利技术是通过以下技术方案改进的：本专利技术公开了一种改性超高分子量聚乙烯纤维混纺制备方法，包括以下制备步骤：步骤一、改性超高分子量聚乙烯的制备A.先将超高分子量聚乙烯研磨成粉加入到反应釜中，然后向反应釜中加入十氢萘溶剂并对其进行加热溶解，制得超高分子量聚乙烯溶液，搅拌；B.然后向反应釜中加入PTFE乳液、硅烷偶联剂、石墨和助剂，温度控制在150～160℃，搅拌均匀后，制得改性超高分子量聚乙烯，备用；步骤二、改性纤维的制备将步骤一中制得的改性超高分子量聚乙烯经纺丝、超拉伸处理后，放置在50～60℃的条件下冷却，经晾晒、烘干处理后，制得改性超高分子量聚乙烯纤维；步骤三、混纺将步骤二中制得的改性超高分子量聚乙烯纤维与PTFE纤维经过混纺、上胶和压印处理后，制得改性超高分子量聚乙烯混纺纤维。进一步的，为了能够使得超高分子量聚乙烯能够以“半溶”的方式存在，以便于溶液流动，A中超高分子量聚乙烯溶液中的溶质质量分数为1％～8％。进一步的，为了更好的将两种纤维进行复合，B中PTFE乳液、硅烷偶联剂、石墨、助剂和超高分子量聚乙烯溶液的质量比为0.5:0.3:0.25：0.1～0.3:100。进一步的，将两种纤维混纺表面需要进行表面活性剂处理，活性处理助剂为磷酸酯和羟基硅油的混合液，磷酸酯与羟基硅油的摩尔比为1:3。进一步的，为了提高纤维制品的牢固性，上胶处理过程中采用的粘黏剂为SEBS，SEBS是以聚苯乙烯为末端段，以聚丁二烯加氢得到的乙烯-丁烯共聚物为中间弹性嵌段的线性三嵌共聚物。本专利技术公开了一种改性超高分子量聚乙烯纤维混纺制备方法，通过将改性后的超高分子量聚乙烯纤维与PTFE纤维进行混纺，使得混纺制品具有超高的耐磨性、耐高温、耐腐蚀性能以及优良的力学性能，从而拓宽了单一纤维的使用领域。具体实施方式下面对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。实施例1实施例1公开了一种改性超高分子量聚乙烯纤维混纺制备方法，包括以下制备步骤：步骤一、改性超高分子量聚乙烯的制备A.先将超高分子量聚乙烯研磨成粉加入到反应釜中，然后向反应釜中加入十氢萘溶剂并对其进行加热溶解，制得超高分子量聚乙烯溶液，搅拌；B.然后向反应釜中加入PTFE乳液、硅烷偶联剂、石墨和助剂，温度控制在150℃，搅拌均匀后，制得改性超高分子量聚乙烯，备用；步骤二、改性纤维的制备将步骤一中制得的改性超高分子量聚乙烯经纺丝、超拉伸处理后，放置在50℃的条件下冷却，经晾晒、烘干处理后，制得改性超高分子量聚乙烯纤维；步骤三、混纺将步骤二中制得的改性超高分子量聚乙烯纤维与PTFE纤维经过混纺、上胶和压印处理后，制得改性超高分子量聚乙烯混纺纤维。其中，为了能够使得超高分子量聚乙烯能够以“半溶”的方式存在，以便于溶液流动，A中超高分子量聚乙烯溶液中的溶质质量分数为1％。其中，为了更好的将两种纤维进行复合，B中PTFE乳液、硅烷偶联剂、石墨、助剂和超高分子量聚乙烯溶液的质量比为0.5:0.3:0.25:0.1:100。其中，将两种纤维混纺表面需要进行表面活性剂处理，活性处理助剂为磷酸酯和羟基硅油的混合液，磷酸酯与羟基硅油的摩尔比为1:3。其中，为了提高纤维制品的牢固性，上胶处理过程中采用的粘黏剂为SEBS，SEBS是以聚苯乙烯为末端段，以聚丁二烯加氢得到的乙烯-丁烯共聚物为中间弹性嵌段的线性三嵌共聚物。本实施例1制备的混纺纤维与超高分子量聚乙烯纤维的力学性能比较，见表1。表1如表1记录的数据可知，本实施例1制备的改性超高分子量聚乙烯混纺纤维与普通的超高分子量聚乙烯纤维及PTFE纤维相比具有以下优势：其熔点提高至380℃，增强了混纺纤维的耐热性，从力学性能的数据分析可知，混纺纤维的力学性能得到明显的提高，且密度与普通的超高分子量聚乙烯纤维相近，其质地较轻。由这些分析数据可知，本实施例1制备的改性超高分子量聚乙烯混纺纤维具有优良的力学性能。本实施例1制备的混纺纤维与超高分子量聚乙烯纤维的耐腐蚀性能的比较，见表2。表2由表2可知，本实施例1制备的混纺纤维耐酸性和耐碱性优良，且在试验后，力学性能无明显变化。由此可知，本实施例1制备的混纺纤维具有优良的耐腐蚀性能。实施例2实施例2公开了一种改性超高分子量聚乙烯纤维混纺制备方法，包括以下制备步骤：步骤一、改性超高分子量聚乙烯的制备A.先将超高分子量聚乙烯研磨成粉加入到反应釜中，然后向反应釜中加入十氢萘溶剂并对其进行加热溶解，制得超高分子量聚乙烯溶液，搅拌；B.然后向反应釜中加入PTFE乳液、硅烷偶联剂、石墨和助剂，温度控制在160℃，搅拌均匀后，制得改性超高分子量聚乙烯，备用；步骤二、改性纤维的制备将步骤一中制得的改性超高分子量聚乙烯经纺丝、超拉伸处理后，放置在60℃的条件下冷却，经晾晒、烘干处理后，制得改性超高分子量聚乙烯纤维；步骤三、混纺将步骤二中制得的改性超高分子量聚乙烯纤维与PTFE纤维经过混纺、上胶和压印处理后，制得改性超高分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改性超高分子量聚乙烯纤维混纺制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：步骤一、改性超高分子量聚乙烯的制备A.先将超高分子量聚乙烯研磨成粉加入到反应釜中，然后向反应釜中加入十氢萘溶剂并对其进行加热溶解，制得超高分子量聚乙烯溶液，搅拌；B.然后向反应釜中加入PTFE乳液、硅烷偶联剂、石墨和助剂，温度控制在150～160℃，搅拌均匀后，制得改性超高分子量聚乙烯，备用；步骤二、改性纤维的制备将步骤一中制得的所述改性超高分子量聚乙烯经纺丝、超拉伸处理后，放置在50～60℃的条件下冷却，经晾晒、烘干处理后，制得改性超高分子量聚乙烯纤维；步骤三、混纺将步骤二中制得的改性超高分子量聚乙烯纤维与PTFE纤维经过混纺、上胶和压印处理后，制得改性超高分子量聚乙烯混纺纤维。

【技术特征摘要】
1.一种改性超高分子量聚乙烯纤维混纺制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：步骤一、改性超高分子量聚乙烯的制备A.先将超高分子量聚乙烯研磨成粉加入到反应釜中，然后向反应釜中加入十氢萘溶剂并对其进行加热溶解，制得超高分子量聚乙烯溶液，搅拌；B.然后向反应釜中加入PTFE乳液、硅烷偶联剂、石墨和助剂，温度控制在150～160℃，搅拌均匀后，制得改性超高分子量聚乙烯，备用；步骤二、改性纤维的制备将步骤一中制得的所述改性超高分子量聚乙烯经纺丝、超拉伸处理后，放置在50～60℃的条件下冷却，经晾晒、烘干处理后，制得改性超高分子量聚乙烯纤维；步骤三、混纺将步骤二中制得的改性超高分子量聚乙烯纤维与PTFE纤维经过混纺、上胶和压印处理后，制...

【专利技术属性】
技术研发人员：方庆忠，叶院林，
申请(专利权)人：中玺新材料安徽有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34