抗切割耐磨抗热耐腐蚀的中分子量聚乙烯纤维及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种抗切割耐磨抗热耐腐蚀的中分子量聚乙烯纤维及制备方法，该方法包含：步骤1，将氧化石墨烯进行改性，制得改性氧化石墨烯溶液；步骤2，将功能材料加入改性氧化石墨烯溶液中，使改性氧化石墨烯与功能材料接枝复合，制得功能粒子；功能材料包括抗切割材料、抗热材料、耐腐蚀材料；步骤3，将功能粒子与制备聚乙烯的原料混合，通过高压合成，得到功能复合聚乙烯切片；步骤4，采用功能复合聚乙烯切片，进行熔融纺丝。本发明专利技术还提供了通过该方法制备的抗切割耐磨抗热耐腐蚀的中分子量聚乙烯纤维。本发明专利技术的方法使得中分子量聚乙烯纤维具备了抗切割、耐磨、耐热、耐腐蚀等功能，且在不降低纤维物理性能的前提下实现了功能的增加。增加。

【技术实现步骤摘要】
抗切割耐磨抗热耐腐蚀的中分子量聚乙烯纤维及制备方法


[0001]本专利技术涉及一种纺织品制备
的用于纺纱织造工艺制备的多功能纤维及制备方法，具体地，涉及一种抗切割耐磨抗热耐腐蚀的中分子量聚乙烯纤维及制备方法。

技术介绍

[0002]中分子量聚乙烯纤维是一种常用的纤维材料，其具有较好的凉感效果，但其拉力差、耐温低，更缺乏优越的抗切割性、耐腐蚀性。在工业领域、体育领域、安全防护领域等领域，需要纤维具备更多的功能，比如抗切割、耐磨、耐热、耐腐蚀等功能。因此，需要开发一种新型的中分子量聚乙烯纤维，以满足市场对于功能性纤维的需求。
[0003]目前，常用的改善纤维功能性的方法是添加各种化学物质，如添加抗菌剂、防晒剂、防火剂等。但这些化学物质在使用过程中会释放出有害物质，对环境和人体健康造成危害。此外，这些方法对纤维的物理性能影响较大，容易导致纤维的拉力、弹性等性能下降。
[0004]总之，传统的方法无法在不降低纤维物理性能的前提下，为纤维增加更多的功能。同时，纤维的耐热、耐腐蚀、抗切割等功能的改善也是一个难点。因此，需要一种新的技术解决方案，以满足市场对于功能性纤维的需求。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种具有多功能的中分子量聚乙烯纤维及其制备方法，在不降低纤维物理性能的前提下，为中分子量聚乙烯纤维增加抗切割、耐磨、耐热、耐腐蚀等功能，满足市场对于功能性纤维的需求。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术提供了一种抗切割耐磨抗热耐腐蚀的中分子量聚乙烯纤维的制备方法，其中，所述的方法包含：步骤1，将氧化石墨烯进行改性，制得改性氧化石墨烯溶液；步骤2，将功能材料加入步骤1所得的改性氧化石墨烯溶液中，使改性氧化石墨烯与功能材料接枝复合，制得功能粒子；功能材料包括抗切割材料、抗热材料、耐腐蚀材料；步骤3，将步骤2所得的功能粒子与制备聚乙烯的原料混合，通过高压合成，得到功能复合聚乙烯切片；步骤4，采用步骤3所得的功能复合聚乙烯切片，进行熔融纺丝，制得抗切割耐磨抗热耐腐蚀的中分子量聚乙烯纤维。
[0007]进一步地，所述的步骤1中，通过硅烷偶联剂对氧化石墨烯进行改性。
[0008]进一步地，所述的步骤1中，所得的溶液中改性氧化石墨烯的浓度为0.3
‑
2.8mg/ml。
[0009]进一步地，所述的步骤2中，按质量百分比计，向改性氧化石墨烯溶液加入1
‑
10％的抗切割材料、2
‑
15％的抗热材料、1
‑
15％的耐腐蚀材料，机械搅拌1
‑
5h后，移至反应釜，在150
‑
180℃下反应5
‑
8h，使改性氧化石墨烯与功能材料通过接枝复合，然后离心洗涤干燥，得到功能粒子。
[0010]进一步地，所述的步骤2中，抗切割材料为玻璃纤维、二氧化硅、碳化硅中的任意一种或多种。
[0011]进一步地，所述的步骤2中，抗热材料为滑石粉、碳酸钙、硅灰石中的任意一种或多种。
[0012]进一步地，所述的步骤2中，耐腐蚀材料为陶瓷粉、聚四氟乙烯、碳纤维中的任意一种或多种。
[0013]进一步地，所述的步骤3中，按质量百分比计，功能粒子的添加量为制备聚乙烯原料的0.5
‑
5％。
[0014]进一步地，所述的步骤3中，高压合成的反应压力为200～400MPa、反应温度为230～350℃。
[0015]本专利技术还提供了通过上述的方法制备的抗切割耐磨抗热耐腐蚀的中分子量聚乙烯纤维，其中，所述的中分子量聚乙烯纤维的分子量为30
‑
50万。
[0016]本专利技术提供的抗切割耐磨抗热耐腐蚀的中分子量聚乙烯纤维及制备方法具有以下优点：
[0017]1、本方案通过将石墨烯与功能材料接枝复合，在不同的位点上结合多种功能基团，再与中分子量聚乙烯切片均匀融合，使得中分子量聚乙烯纤维具备了抗切割、耐磨、耐热、耐腐蚀等功能，且在不降低纤维物理性能的前提下实现了功能的增加。
[0018]2、相比现有技术中添加各种有毒、不环保的化学制剂的方法，本方案无需添加有害物质，对环境和人体健康造成的危害小。
[0019]3、相比现有技术中常见的影响纤维物理性能的方法，本方案对纤维的物理性能影响较小，能够保持纤维的拉力、弹性等性能。
[0020]4、本方案所获得的功能性纤维，适用于工业领域、体育领域、安全防护领域等多个领域，具有广泛的应用前景。
具体实施方式
[0021]以下对本专利技术的具体实施方式作进一步地说明。
[0022]本专利技术提供的抗切割耐磨抗热耐腐蚀的中分子量聚乙烯纤维的制备方法，其包含：步骤1，将氧化石墨烯进行改性，制得改性氧化石墨烯溶液；步骤2，将功能材料加入步骤1所得的改性氧化石墨烯溶液中，使改性氧化石墨烯与功能材料接枝复合，制得功能粒子；功能材料包括抗切割材料、抗热材料、耐腐蚀材料；步骤3，将步骤2所得的功能粒子与制备聚乙烯(polyethylene，简称PE)的原料混合，通过高压合成，得到功能复合聚乙烯切片；步骤4，采用步骤3所得的功能复合聚乙烯切片，进行熔融纺丝，制得抗切割耐磨抗热耐腐蚀的中分子量聚乙烯纤维。
[0023]优选地，步骤1中，通过硅烷偶联剂对氧化石墨烯进行改性。
[0024]具体可以将氧化石墨烯粉体及硅烷偶联剂加入到去离子水中，搅拌1～1.5h，再将温度升至60～70℃后，超声分散处理1～3h，得到改性氧化石墨烯溶液。按质量百分比计，硅烷偶联剂的添加量为溶液总量的0.01％～0.1％。
[0025]步骤1中，所得的溶液中改性氧化石墨烯的浓度为0.3
‑
2.8mg/ml。
[0026]步骤2中，按质量百分比计，向改性氧化石墨烯溶液加入1
‑
10％的抗切割材料、2
‑
15％的抗热材料、1
‑
15％的耐腐蚀材料，机械搅拌1
‑
5h后，移至反应釜，在150
‑
180℃下反应5
‑
8h，使改性氧化石墨烯与功能材料通过接枝复合，然后离心洗涤干燥，得到功能粒子。在
反应过程中，石墨烯与功能材料通过接枝复合，使改性氧化石墨烯的不同位点与功能材料的多种功能基团发生化学反应，相互结合形成复合材料。
[0027]步骤2中，抗切割材料为玻璃纤维、二氧化硅、碳化硅中的任意一种或多种。
[0028]步骤2中，抗热材料为滑石粉、碳酸钙、硅灰石中的任意一种或多种。
[0029]步骤2中，耐腐蚀材料为陶瓷粉、聚四氟乙烯、碳纤维中的任意一种或多种。
[0030]步骤3中，按质量百分比计，功能粒子的添加量为制备聚乙烯原料的0.5
‑
5％。
[0031]步骤3中，高压合成的反应压力为200～400MPa、反应温度为230～350℃。
[0032]优选地，将功能粒子和引发剂加入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗切割耐磨抗热耐腐蚀的中分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于，所述的方法包含：步骤1，将氧化石墨烯进行改性，制得改性氧化石墨烯溶液；步骤2，将功能材料加入步骤1所得的改性氧化石墨烯溶液中，使改性氧化石墨烯与功能材料接枝复合，制得功能粒子；功能材料包括抗切割材料、抗热材料、耐腐蚀材料；步骤3，将步骤2所得的功能粒子与制备聚乙烯的原料混合，通过高压合成，得到功能复合聚乙烯切片；步骤4，采用步骤3所得的功能复合聚乙烯切片，进行熔融纺丝，制得抗切割耐磨抗热耐腐蚀的中分子量聚乙烯纤维。2.如权利要求1所述的抗切割耐磨抗热耐腐蚀的中分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于，所述的步骤1中，通过硅烷偶联剂对氧化石墨烯进行改性。3.如权利要求2所述的抗切割耐磨抗热耐腐蚀的中分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于，所述的步骤1中，所得的溶液中改性氧化石墨烯的浓度为0.3
‑
2.8mg/ml。4.如权利要求1所述的抗切割耐磨抗热耐腐蚀的中分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于，所述的步骤2中，按质量百分比计，向改性氧化石墨烯溶液加入1
‑
10％的抗切割材料、2
‑
15％的抗热材料、1
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15％的耐腐蚀材料，机械搅拌1
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5h后，移至反应釜，在150

【专利技术属性】
技术研发人员：李栋，马立国，沙嫣，沙晓林，
申请(专利权)人：南通强生石墨烯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：