一种超高分子量聚乙烯单丝的生产方法技术

本发明专利技术公开了一种超高分子量聚乙烯单丝的生产方法，包括下列步骤：（1）碳纳米管的纯化、CNT功能化、CNT/UHMWPE的制备、溶胀、经喷丝板挤出冰水浴冷却、萃取、拉伸等步骤。本发明专利技术有效提高了超高分子量聚乙烯的性能，拓宽在复合材料领域应用范围。材料领域应用范围。

【技术实现步骤摘要】
一种超高分子量聚乙烯单丝的生产方法


[0001]本专利技术涉及一种超高分子量聚乙烯单丝的生产方法。

技术介绍

[0002]超高分子量聚乙烯（UHMWPE）是指分子量在100万以上的无支链线性聚丙烯。由于具有抗冲击性和抗切割性、耐化学腐蚀、超强的耐磨性、强度高，耐紫外广泛用作缆绳、防切割手套、远洋捕鱼拖网等。但是超高分子量聚乙烯无法采用常规的熔融纺丝法生产，一方面是因为分子量大，流动性差；另一方面是因为在熔融状态下，PE大分子分子链和分子间容易缠结，用常规纺丝和拉伸处理后，得到的单丝具有折叠链结构。因此单丝的实际强度低于单位单丝横截面上大分子C
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C键能的累加值计算得到的理论强度。
[0003]超高分子量聚乙烯一般采用冻胶纺丝的方法进行生产。冻胶纺丝是在一定温度下，将超高分子量聚乙烯、助剂与大量溶剂（煤油、石蜡油、十氢萘等）配成半稀溶液，脱泡后经喷丝孔挤出，然后以空气或水冷却成形为冻胶丝条，随后丝条经萃取和超倍拉伸，使溶剂和聚合物分离而制成纤维的生产方法。冻胶纺丝的目的在于使UHMWPE分子链在适当溶剂中舒展即解缠结。在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超高分子量聚乙烯单丝的生产方法，其特征是：包括下列步骤：（1）碳纳米管的纯化：将CNT溶于高锰酸钾的硫酸溶液中，超声分散、回流、过滤、去离子水水洗、干燥得到纯化的碳纳米管；（2）CNT功能化：将纯化过的CNT、钛酸酯偶联剂分散在乙醇体系中，超声、回流，旋蒸除去乙醇，获得功能化CNT；（3）CNT/UHMWPE的制备：将1%
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3%的功能化碳纳米管、1%的十二烷基硫酸钠、16%
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18%的超高分子量聚乙烯粉体、0.5%酚类抗氧剂紫罗兰醇，0.5%抗氧剂DLTP、1%硬脂酸铝加入到三辊研磨机中，分散得到CNT/UHMWPE复合颗粒；所述超高分子量聚乙烯粉体的分子量为400
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500万、颗粒粒径为100
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150目；（4）溶胀：将CNT/UHMWPE复合颗粒、聚α烯烃加入到混合釜中混合；混合釜中物料依靠重力流入螺杆进料口；采用同向双螺杆挤出机进行溶胀与溶解；（5）经喷丝板挤出，冰水浴冷却；（6）萃取：萃取剂选用碳氢萃取剂103，萃取采用多级逆流萃取；萃取后干燥；（7）拉伸：采用三级拉伸的方式；经过卷绕之后即可得到超高分子量聚乙烯冻胶纺纤维。2.根据权利要求1所述的一种超高分子量聚乙烯单丝的生产方法，其特征是：具体步骤：（1）碳纳米管的纯化：将50克CNT溶于25L含有218克高锰酸钾的硫酸溶液中，硫酸溶液的浓度为0.5mol/L，超声分散3小时，120℃回流3小时，过滤、去离子水水洗、干燥得到纯化的碳纳米管；（2）CNT功能化：将纯化过的CNT、钛酸酯偶联剂分散在99.7%的乙醇体系中，超声处理1小时，75℃回流2小时，旋蒸除去乙醇，获得功能化CNT；（3）CNT/UHMWPE的制备：碳纳米管的直径为30nm
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60nm，长度为0.3
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300μm，比表面积在50
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【专利技术属性】
技术研发人员：马海燕，成晓燕，
申请(专利权)人：南通新帝克单丝科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：