高界面粘附性超高分子量聚乙烯纤维及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高界面粘附性超高分子量聚乙烯纤维及其制备方法。所述制备方法包括：使超高分子量聚乙烯树脂与溶剂混合均匀，得到混合溶液，之后经双螺杆挤出设备挤出，再进行纺丝处理，制得超高分子量聚乙烯冻胶原丝；将所获超高分子量聚乙烯冻胶原丝依次浸置于极性混合液、非极性混合液和极性溶液中，制得表面改性的超高分子量聚乙烯冻胶原丝；以及，对所获表面改性的超高分子量聚乙烯冻胶原丝进行萃取、干燥、多级热牵伸处理，得到高界面粘附性超高分子量聚乙烯纤维。本发明专利技术制得的高界面粘附性超高分子量聚乙烯纤维表面含有大量极性基团，表面粘附性提升，优异力学性能保持，且抗蠕变性优异；同时其制备工艺简便可行、成本可控。成本可控。

【技术实现步骤摘要】
高界面粘附性超高分子量聚乙烯纤维及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，具体涉及一种经由冻胶纺丝法制得的表面粘附性提升的超高分子量聚乙烯纤维及其制备方法与应用，属于高性能纤维


技术介绍

[0002]超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维是传统的三大高性能纤维之一，具有高强高模、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，广泛应用于军事、航空、航天和运动器械等领域。但是，纤维中聚乙烯分子链结晶度及取向度高、表面极度光滑，且聚乙烯分子链是由非极性的亚甲基长链组成，缺少极性基团、化学惰性强，分子间也缺少较强的分子作用力，导致纤维与树脂间难以产生较强的物理或化学相互作用；其次，纤维表面能低，难以与树脂形成良好的界面粘结。因此其与基体树脂之间无法通过化学键、物理吸附及机械啮合力增加界面粘结强度，受力时易发生纤维脱胶，基体树脂的开裂等问题，严重制约了其在复合材料领域中的应用。因此提高其与树脂基体的粘结性能，是摆在工业界面前亟待解决的问题。
[0003]提高UHMWPE纤维与基体树脂的表面粘附本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高界面粘附性超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于，包括：(1)使超高分子量聚乙烯树脂与溶剂混合均匀，得到混合溶液，之后经双螺杆挤出设备挤出，再进行纺丝处理，制得超高分子量聚乙烯冻胶原丝；(2)将步骤(1)所获超高分子量聚乙烯冻胶原丝依次浸置于极性混合液、非极性混合液和极性溶液中，制得表面改性的超高分子量聚乙烯冻胶原丝；(3)对步骤(2)所获表面改性的超高分子量聚乙烯冻胶原丝进行萃取、干燥、多级热牵伸处理，得到高界面粘附性超高分子量聚乙烯纤维。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述超高分子量聚乙烯树脂的重均分子量为1000000～4000000g/mol，平均粒径为5～30μm；优选的，所述超高分子量聚乙烯树脂的重均分子量为2000000～4000000g/mol，平均粒径为10～20μm。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述溶剂为室温下呈液态的碳氢化合物；优选的，所述溶剂包括氢化萘或烷烃类溶剂；更优选的，所述溶剂包括四氢化萘、十氢化萘、煤油、石蜡油中的任意一种或两种以上的组合；和/或，所述混合溶液中超高分子量聚乙烯树脂的含量为3～15wt％，优选为3～10wt％。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述极性混合液为包含极性单体、二乙烯基苯和极性溶剂的混合溶液，优选的，所述极性单体包括乙酸乙烯酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯中的任意一种或两种以上的组合，优选的，所述二乙烯基苯包括邻二乙烯基苯、间二乙烯基苯、对二乙烯基苯中的任意一种或两种以上的组合，优选的，所述极性溶剂包括甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、二氧六环、四氢呋喃中的任意一种或两种以上的组合，优选的，所述极性混合液包括按照质量百分比计算的：10～20wt％极性单体、5～15wt％二乙烯基苯和65～85wt％极性溶剂；和/或，所述超高分子量聚乙烯冻胶原丝于极性混合液中浸置的时间为5～60min，浸置温度为20～60℃，优选的，所述浸置的时间为5～40min，浸置温度为30～60℃。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述非极性混合液为包含引发剂和非极性溶剂的混合溶液，优选的，所述引发剂包括过氧化二苯甲酰和/或偶氮二异丁腈，所述非极性溶剂包括己烷、庚烷、甲苯和溶剂汽油中的任意一种或两种以上的组合，优选的，所述非极性混合液包括按照质量百分比计算的：1～10wt％引发剂和90～99wt％非极性溶剂；和/或，经所述极性混合液浸置后的超高分子量聚乙烯冻胶原丝于非极性混合液中的浸置的时间...

【专利技术属性】
技术研发人员：王魁，沈璐，张柳，
申请(专利权)人：盐城工学院，
类型：发明
国别省市：