超高分子量聚乙烯纤维及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种超高分子量聚乙烯纤维及其制备方法和应用，制备过程包括将超高分子量聚乙烯树脂粉、助剂及溶剂混合均匀，得到纺丝原液，之后送入双螺杆挤出机中进行溶解纺丝；将出喷丝板后的溶液细条经过气隙段，进入固化成型装置进行多级凝固、多段拉伸，得到冻胶原丝；将冻胶原丝进行后处理，得到所述的超高分子量聚乙烯纤维。与现有技术相比，本发明专利技术通过选用合适的原料树脂纺制溶液，并采用特殊的冻胶成型控制工艺，使溶液细条经多级凝固、多段拉伸，从而使冻胶原丝凝固过程相对平缓，收缩均匀，内外一致；同时通过拉伸来诱导取向和结晶，使得冻胶原丝的结构相对规整，既有利于平稳地进行后拉伸，又保证了成品的高性能化。又保证了成品的高性能化。又保证了成品的高性能化。

【技术实现步骤摘要】
超高分子量聚乙烯纤维及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及超高分子量聚乙烯纤维制备
，尤其是涉及一种超高分子量聚乙烯纤维及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]超高分子量聚乙烯由于分子链规整，结晶度和分子量高，均匀溶解是比较困难的。市售的高性能超高分子量聚乙烯纤维，大都采用溶液纺丝法，其中又以湿法纺丝工艺占多数。当超高分子量聚乙烯大分子溶解后，溶液从喷丝孔道挤出时，仍保留有一定数量的缚结分子和缠结网络结构。只有当这种结构发生变化，分子链沿拉伸力方向伸展，拉伸力才得以顺利传递，实现高倍拉伸和纤维的高性能化。同时，在凝固过程中，冻胶丝会产生少量的结晶，若结晶取向度低，进行高倍拉伸时，内应力集中在缠结链上，也无法达到高倍拉伸。所以，控制冻胶原丝结构的规整性，才有利于后拉伸，保证成品的高性能化。
[0003]从目前已有专利看，在湿法纺超高分子量聚乙烯纤维的生产过程中，溶液的拉伸基本为喷头拉伸，大多集中在气隙段，然后进入骤冷凝固浴，形成冻胶原丝后再进行后处理。骤冷的条件有利于超高分子量聚乙烯大分子将解缠后的结构保持住，从而获得优本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将超高分子量聚乙烯树脂粉、助剂及溶剂混合均匀，得到纺丝原液，之后送入双螺杆挤出机中进行溶解纺丝；2)将出喷丝板后的溶液细条经过气隙段，进入固化成型装置进行多级凝固、多段拉伸，得到冻胶原丝；3)将冻胶原丝进行后处理，得到所述的超高分子量聚乙烯纤维。2.根据权利要求1所述的一种超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述固化成型装置按照顺序包括不相连通的凝固浴a和凝固浴b；所述凝固浴a和凝固浴b均配有多个主动拉伸辊和被动拉伸辊；所述凝固浴a与第一外置储罐通过管道连接，凝固浴b与第二外置储罐通过管道相连；所述第一外置储罐和第二外置储罐中均设有用于加热和冷却的盘管，并各自连接温控装置，以此实现温度的反馈控制。3.根据权利要求2所述的一种超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述凝固浴a和凝固浴b中的介质均是与溶剂不互溶的液体；所述凝固浴a的温度为65
‑
90℃，所述凝固浴b的温度为10
‑
25℃；所述主动拉伸辊的直径为60
‑
300mm，所述被动拉伸辊的直径为30
‑
100mm；所述冻胶原丝在凝固浴中的有效浸润长度为：凝固浴a≥1米，凝固浴b≥2米。4.根据权利要求1所述的一种超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述气隙段长度为5
‑
30mm；所述气隙段的气体为空气或惰性气体；所述溶液细条在气隙段的拉伸倍数为5
‑
12倍，且在凝固浴b中的拉伸倍数为1<...

【专利技术属性】
技术研发人员：许海霞，黄金元，王新威，孙勇飞，郑晗，
申请(专利权)人：上海化工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：