一种超高分子量聚乙烯纤维表面改性的方法技术

本发明专利技术公开了一种超高分子量聚乙烯表面改性的方法，具体步骤如下：先将超高分子量聚乙烯粉末加入到溶剂中，进行溶胀预处理，然后在溶胀液中加入双极性分子改性剂、抗氧剂和紫外吸收剂得到溶胀混合液，再将超高分子量聚乙烯溶胀混合液均匀喂料至双螺杆挤出机进行凝胶纺丝；从喷丝板喷出凝胶丝进入水浴槽得到初生纤维丝；初生纤维丝室温放置24‑48h，然后通过清水槽洗涤；经过干燥，进行超倍热拉伸得到改性超高分子量聚乙烯纤维。本发明专利技术在保证超高分子量聚乙烯纤维力学性能不下降的前提下，提高纤维表面极性，实现超高分子量聚乙烯纤维与树脂基体的良好粘结性并拓展超高分子量聚乙烯纤维在结构材料方面的应用。

A method of surface modification of UHMWPE fiber

The invention discloses a method for surface modification of UHMWPE, the specific steps are as follows: first, UHMWPE powder is added into the solvent for swelling pretreatment, then bipolar molecular modifier, antioxidant and ultraviolet absorbent are added into the swelling solution to obtain swelling mixture, and then the swelling mixture of UHMWPE is uniformly fed to the twin-screw The extruder was used for gel spinning, and the gel fibers were sprayed out from the spinneret to enter the water bath to get the primary fiber yarn. The primary fiber yarn was placed at room temperature of 24 48h, then washed through a clear water tank. After drying, the UHMWPE fibers were obtained by ultra thermal stretching. Under the premise of ensuring the mechanical property of UHMWPE fiber does not decline, the invention improves the polarity of fiber surface, realizes the good adhesion between UHMWPE fiber and resin matrix, and expands the application of UHMWPE fiber in structural materials.

【技术实现步骤摘要】
一种超高分子量聚乙烯纤维表面改性的方法
本专利技术涉及一种超高分子量聚乙烯纤维表面改性的方法。
技术介绍
超高分子量聚乙烯纤维是继碳纤维和芳纶纤维之后出现的第三代高性能纤维，其具有高强度、高模量、耐化学腐蚀、耐磨损以及密度低等特点，其高度对称的亚甲基结构使得超高分子量聚乙烯具有很高的结晶度和取向度。但超高分子量聚乙烯纤维在耐热性、抗蠕变性能、耐氧化性能方面仍然存在不足。此外，由于表面无极性基团，表面能低，难与树脂基体形成化学键，导致纤维与树脂基等材料的界面粘结性能差，从而限制了超高分子量聚乙烯纤维在结构材料方面的应用。因此，对纤维表面进行改性是解决这一难题的关键。目前对于超高分子量聚乙烯纤维的改性方法主要通过化学氧化处理、等离子体处理和电晕等处理方法。化学氧化处理不仅污染环境，而且刻蚀纤维表面导致纤维力学性能下降；等离子体处理能够在纤维表面引入极性基团，但对设备要求较高，很难实现工业化；电晕放电处理由于对纤维改性的作用不均匀，具有一定的时效性。因此，需要研究新的方法对超高分子量聚乙烯纤维进行表面改性处理。CN1035308A公开本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超高分子量聚乙烯表面改性的方法，其具体步骤如下：/n1)将超高分子量聚乙烯粉末加入到溶剂中，进行溶胀预处理，得到溶胀液的质量浓度为5-10％；/n2)在溶胀液中加入双极性分子改性剂、抗氧剂和紫外吸收剂溶胀处理得到溶胀混合液；其中溶胀温度为70-100℃，溶胀时间为3-6h；/n3)将溶胀混合液依次经过喂料、双螺杆挤出、水浴槽、预牵引、收卷，获得初生纤维丝；/n4)初生纤维丝放置24-48h，然后通过清水槽洗涤；/n5)经过干燥，进行超倍热拉伸得到改性超高分子量聚乙烯纤维。/n

【技术特征摘要】
1.一种超高分子量聚乙烯表面改性的方法，其具体步骤如下：
1)将超高分子量聚乙烯粉末加入到溶剂中，进行溶胀预处理，得到溶胀液的质量浓度为5-10％；
2)在溶胀液中加入双极性分子改性剂、抗氧剂和紫外吸收剂溶胀处理得到溶胀混合液；其中溶胀温度为70-100℃，溶胀时间为3-6h；
3)将溶胀混合液依次经过喂料、双螺杆挤出、水浴槽、预牵引、收卷，获得初生纤维丝；
4)初生纤维丝放置24-48h，然后通过清水槽洗涤；
5)经过干燥，进行超倍热拉伸得到改性超高分子量聚乙烯纤维。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的超高分子量聚乙烯粉末的分子量为100-500万。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的溶剂为十氢萘或四氢萘。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的超高分子量聚乙烯粉末、双极性改性剂、抗氧剂以及紫外吸收剂，各组分按重量计量：



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【专利技术属性】
技术研发人员：江国栋，朱超群，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32