一种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超高分子量聚乙烯纤维及其制备方法，属于纤维制备技术领域，包括如下制备步骤：将超高分子量聚乙烯纺丝原液制成凝胶化预取向丝条并进行平衡静置处理后，经过预处理制得预处理纤维；将预处理纤维浸没于烯丙基缩水甘油醚溶液中浸泡后，取出吸干预处理纤维表面的溶液后进行紫外辐照，去离子水洗，6干燥得环氧基接枝纤维；将环氧基接枝纤维浸没于聚双马来酰亚胺溶液中，磁力搅拌，去离子水洗，干燥，得聚双马来酰亚胺接枝纤维；将聚双马来酰亚胺接枝纤维依次进行预牵伸

【技术实现步骤摘要】
一种超高分子量聚乙烯纤维及其制备方法


[0001]本专利技术属于纤维制备
，具体涉及一种超高分子量聚乙烯纤维及其制备方法
。

技术介绍

[0002]超高分子量聚乙烯
(UHMW
‑
PE)
是指粘均分子量大于
150
万的无支链线性聚乙烯
。
超高分子量聚乙烯纤维是以超高分子量聚乙烯为原料制得的纤维
。
超高的分子量使得超高分子量聚乙烯纤维具有耐磨性强
、
润滑性好
、
强度高
、
化学性质稳定
、
抗老化等优异的性能
。
因此，超高分子量聚乙烯纤维在国防军需装备
(
例如，防弹衣
、
直升机
、
坦克和舰船的装甲防护板等
)、
航空航天
(
例如，各种飞机的翼尖结构
、
飞机着陆时使用的减速降落伞
、
飞机悬吊重物使用的绳索等
)、
民用
(
例如，海洋工程中船舶外表面上使用的抗冲击
、
防锈蚀
、
防腐蚀包覆材料
、
各种海洋建筑构件的防腐
、
防附着
、
耐磨材料
、
工业中使用的耐压容器
、
传送带
、
过滤材料
、
医学领域使用的牙托材料等
)<br/>等方面有着广泛的应用
。
[0003]但是聚乙烯材料的熔点较低，仅在
130℃
上下，且拉伸条件下超高分子量聚乙烯纤维的热老化速度较快，因此其最高使用温度一般在
80
‑
100℃
之间，这限制了其在高温环境中的应用
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种超高分子量聚乙烯纤维及其制备方法，以解决以下技术问题：提高超高分子量聚乙烯纤维的耐高温性
。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0006]一种超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，包括如下制备步骤：
[0007]步骤一：将超高分子量聚乙烯纺丝原液制成凝胶化预取向丝条并进行平衡静置处理后，浸没于正庚烷中进行溶胀6‑
7h
后，取出，采用丙酮进行洗涤，以去除油剂和其他杂质，
30℃
干燥至恒重，得预处理纤维；
[0008]步骤二：将预处理纤维浸没于质量分数为3‑5％的烯丙基缩水甘油醚溶液中浸泡
24h
后，取出并用滤纸吸干预处理纤维表面的溶液，放入提前通
N2除氧后的石英管中，紫外辐照
15
‑
90min
，去离子水洗，
60℃
干燥
24h
，得环氧基接枝纤维；
[0009]步骤三：将环氧基接枝纤维浸没于质量分数为
50
％的聚双马来酰亚胺溶液中，
80℃
下磁力搅拌4‑
5h
，去离子水洗，
60℃
干燥
24h
，得聚双马来酰亚胺接枝纤维；
[0010]步骤四：将聚双马来酰亚胺接枝纤维依次进行预牵伸
、
萃取
、
干燥和正牵伸，得一种超高分子量聚乙烯纤维
。
[0011]作为本专利技术的进一步方案，所述超高分子量聚乙烯纺丝原液中超高分子量聚乙烯的质量分数为5‑
20
％，超高分子量聚乙烯的重均分子量为3×
106‑5×
106。
[0012]作为本专利技术的进一步方案，所述超高分子量聚乙烯纺丝原液的溶剂为环烷油
。
[0013]作为本专利技术的进一步方案，所述烯丙基缩水甘油醚溶液的溶剂为1‑
羟环己基苯酮
和甲醇按体积比3‑
5:100
混合制得的混合溶液
。
[0014]作为本专利技术的进一步方案，所述紫外辐照的紫外光波长均为
365nm
，紫外辐照的距离均为
15
‑
20cm。
[0015]作为本专利技术的进一步方案，所述聚双马来酰亚胺溶液的溶剂为二甲基亚酰胺
。
[0016]一种超高分子量聚乙烯纤维，通过上述制备方法制备得到
。
[0017]本专利技术的有益效果：
[0018]本专利技术通过对超高分子量聚乙烯纺丝原液制成的凝胶化预取向丝条进行常规预处理除去油剂和其他杂质后得预处理纤维；再利用紫外光接枝聚合在预处理纤维中引入环氧基，然后采用开环聚合的方式将聚双马来酰亚胺组装在纤维中，最后经预牵伸
、
萃取
、
干燥和正牵伸制得超高分子量聚乙烯纤维，由于聚双马来酰亚胺是耐高温聚合物，增强了超高分子量聚乙烯纤维的耐高温性能，其最高使用温度可达到
180℃。
具体实施方式
[0019]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚
、
完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例
。
基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围
。
[0020]实施例1[0021]一种超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，包括如下制备步骤：
[0022]步骤一：将超高分子量聚乙烯纺丝原液
(
超高分子量聚乙烯纺丝原液中超高分子量聚乙烯的质量分数为5％，超高分子量聚乙烯的重均分子量为3×
106，溶剂为环烷油
)
制成凝胶化预取向丝条并进行平衡静置处理后，浸没于正庚烷中进行溶胀
6h
后，取出，采用丙酮进行洗涤，以去除油剂和其他杂质，
30℃
干燥至恒重，得预处理纤维；
[0023]步骤二：将预处理纤维浸没于质量分数为3％的烯丙基缩水甘油醚溶液
(
溶剂为1‑
羟环己基苯酮和甲醇按体积比
3:100
混合制得的混合溶液
)
中浸泡
24h
后，取出并用滤纸吸干预处理纤维表面的溶液，放入提前通
N2除氧后的石英管中，紫外辐照
15min(
紫外光波长均为
365nm
，紫外辐照的距离均为
15cm)
，去离子水洗，
60℃
干燥
24h
，得环氧基接枝纤维；
[0024]步骤三：将环氧基接枝纤维浸没于质量分数为
50
％的聚双马来酰亚胺溶液
(
溶剂为二甲基亚酰胺
)
中，
80℃
下磁力搅拌
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【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，包括如下制备步骤：步骤一：将超高分子量聚乙烯纺丝原液制成凝胶化预取向丝条并进行平衡静置处理后，浸没于正庚烷中进行溶胀6‑
7h
后，取出，采用丙酮进行洗涤，
30℃
干燥至恒重，得预处理纤维；步骤二：将预处理纤维浸没于质量分数为3‑5％的烯丙基缩水甘油醚溶液中浸泡
24h
后，取出并用滤纸吸干预处理纤维表面的溶液，放入提前通
N2
除氧后的石英管中，紫外辐照
15
‑
90min
，去离子水洗，
60℃
干燥
24h
，得环氧基接枝纤维；步骤三：将环氧基接枝纤维浸没于质量分数为
50
％的聚双马来酰亚胺溶液中，
80℃
下磁力搅拌4‑
5h
，去离子水洗，
60℃
干燥
24h
，得聚双马来酰亚胺接枝纤维；步骤四：将聚双马来酰亚胺接枝纤维依次进行预牵伸
、
萃取
、
干燥和正牵伸，得一种超高分子量聚乙烯纤维
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志成，张丽，马晓飞，
申请(专利权)人：吉祥三宝高科纺织有限公司，
类型：发明
国别省市：