一种高粘结、高强超高分子量聚乙烯纤维的制备方法及其产品技术

本发明专利技术公开一种高粘结、高强超高分子量聚乙烯纤维的制备方法及其产品。本发明专利技术通过引入含有极性基团的改性PE、UHMWPE粉末、溶剂和萃取剂，得到表面粘结性提高且优异力学性能保持的UHMWPE纤维。该改性PE的一端为聚乙烯分子链，另一端为极性基团，PE段可与UHMWPE分子链发生缠结或参与结晶，从而保证其作为改性组分持久、牢固地存留在体系中，而极性基团与UHMWPE不相容从而倾向于迁出，从而导致其优先分布于纤维表面，实现提升纤维表面粘结性同时又保证纤维的高力学性能的目的。本发明专利技术优点：1、无需更改现有的加工设备；2、UHMWPE纤维优异力学性能保持；3、纤维表面粘结性提高。

Preparation and Products of a High Bonding, High Strength and Ultra-High Molecular Weight Polyethylene Fiber

The invention discloses a preparation method of high bonding, high strength and ultra-high molecular weight polyethylene fiber and its products. By introducing modified PE containing polar groups, UHMWPE powder, solvent and extractant, the UHMWPE fiber with improved surface adhesion and excellent mechanical properties is obtained. The modified PE has a polyethylene molecular chain at one end and a polar group at the other end. The PE segment can entangle with the UHMWPE molecular chain or participate in crystallization, thus ensuring that it remains in the system as a modified component for a long time and firmly, while the polar group is incompatible with UHMWPE and tends to migrate out, which leads to its preferential distribution on the surface of the fibers, thus enhancing the surface cohesion of the fibers while ensuring that the polar group is not compatible with UHMWPE. Purpose of high mechanical properties of fibers. The invention has the following advantages: 1. No need to change the existing processing equipment; 2. The excellent mechanical properties of UHMWPE fibers are maintained; 3. The surface adhesion of fibers is improved.

【技术实现步骤摘要】
一种高粘结、高强超高分子量聚乙烯纤维的制备方法及其产品
本专利技术涉及一种超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，属于高性能纤维
具体涉及一种表面含有极性基团的高粘结、高强度超高分子量聚乙烯纤维及其制备方法。
技术介绍
超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维是继碳纤维、芳纶纤维后又一类高性能纤维。UHMWPE纤维具有高力学性能、耐紫外辐射、耐化学腐蚀、低介电常数、低摩擦系数等优异性能，在军事、航空、航天和运动器械等领域有着广泛的应用前景。但是，聚乙烯分子链化学惰性强，导致纤维与树脂间难以产生较强的相互作用力；其次，纤维表面能低，难以被树脂浸润。因此其与基体树脂之间无法通过化学键及机械啮合力增加界面粘结强度，受力时UHMWPE纤维很容易从基体中拔出，严重制约了其在复合材料领域中的应用。因此制备高表面极性的UHMWPE纤维，提高其与树脂基体的粘结性能，一直是近年来的研究热点。表面极性增强UHMWPE纤维制备方法，可以分为两类：一、采用氧化处理、等离子处理、辐照与涂覆等表面处理方法在纤维表面引入极性基团；二、在制备UHMWPE纺丝时加入另一种含有极性基团的组分，通过复合纺丝得到。公开号为CN本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高粘结、高强超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤1、冻胶原丝的制备：将含有极性基团的改性PE、UHMWPE粉末与溶剂混合，机械搅拌30～120min使得混合混匀，再经双螺杆挤出机挤出，依次经过喷丝组件纺丝，在水浴中冷却得到冻胶原丝；所述的改性PE为末端含有极性基团PE，其分子式为

【技术特征摘要】
1.一种高粘结、高强超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤1、冻胶原丝的制备：将含有极性基团的改性PE、UHMWPE粉末与溶剂混合，机械搅拌30～120min使得混合混匀，再经双螺杆挤出机挤出，依次经过喷丝组件纺丝，在水浴中冷却得到冻胶原丝；所述的改性PE为末端含有极性基团PE，其分子式为其中n为30～200000的自然数，可以是中的一种；所述UHMWPE树脂的分子量为1000000～7000000g/mol，平均粒径D为5～80μm，且粒径分布为D±10μm之间；步骤2、得到的冻胶原丝室温下静置后进行萃取、干燥、多级热牵伸得到表面改性的UHMWPE纤维。2.如权利要求1所述的一种高粘结、高强超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于改性PE质量占UHMWPE树脂质量的0.1～50％。3.如权利要求1所述的一种高粘结、高强超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于所述UHMWPE纺丝原液的溶剂为室温下是液体的常用碳氢化合物。4.如权利要求1所述的一种高粘结、高强超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于所述UHMWPE粉末和改性PE质量之和占混合溶液总质量的4～20wt％。5.如权利要求1所述的一种高粘结、高强超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于所述UHMWPE粉末和改性PE在挤出机的挤出温度为150～190℃；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王魁，陈鹏，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：浙江,33