一种碳纳米管改性UHMWPE复合纤维的制备方法及应用技术

本发明专利技术涉及高性能纤维材料技术领域，公开了一种碳纳米管改性UHMWPE复合纤维的制备方法及应用，制备方法包括以下步骤：取多壁碳纳米管置于氧化溶液中，搅拌均匀呈悬浮液，将悬浮液抽滤洗涤，烘干，得到碳纳米管粉体；将UHHMWPE粉末进行氨气等离子体处理，实现UHMWPE表面氨基化；将经过表面氨基化的UHMWPE粉末放入白油中配制成UHMWPE溶液，向UHMWPE溶液中加入经过表面羧基化的碳纳米管粉末，配置成复合凝胶溶液；将复合凝胶溶液加入到双螺杆纺丝机中，在250‑270℃下进行纺丝得到凝胶原丝，经过萃取剂萃取、高倍热拉伸，得到具有酰胺键交联的CNT/UHMWPE复合纤维。本发明专利技术能够增强UHMWPE大分子链间相互作用减少滑移，从而实现UHMWPE复合纤维力学性能及抗蠕变性能的大幅提升。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高性能纤维材料，尤其涉及一种碳纳米管改性uhmwpe复合纤维的制备方法及应用。

技术介绍

1、超高分子量聚乙烯(uhmwpe)纤维是一类高强高模纤维，与碳纤维、芳纶纤维并称为三大高性能纤维，具有优异的力学性能，包括高强度、高模量、耐磨、耐冲击、耐弯曲及耐切割等特点，特别是由于其低密度特性，密度在0.96-0.98g/cm3之间，仅为芳纶纤维的2/3，碳纤维的1/2，使其比强度领先于其他各种高性能纤维，同时uhmwpe具备良好的耐腐蚀性能、耐低温性能及防水性能，因此uhmwpe纤维能够在结构材料领域发挥出十分关键的作用。经过几十年的开发，uhmwpe纤维已经在军事防护、民用防护、海洋渔业、工业绳缆、体育器材、生物医药材料等众多领域得到了广泛的应用和发展，展现出了非常重要的社会经济价值甚至国家战略价值。

2、uhmwpe纤维目前面临的主要问题是其耐热性和抗蠕变性能较差，这是由于其分子结构为亚甲基基团相连的直链结构，分子链之间仅靠范德华力相连，相比能够形成分子间氢键的芳纶纤维等材料弱得多，在高温下或是长期受力作用下，很容易发生链间滑移导本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种碳纳米管改性UHMWPE复合纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的碳纳米管改性UHMWPE复合纤维的制备方法，其特征在于：所述碳纳米管纯化羧基化步骤中，所述氧化溶液为氯磺酸、浓硝酸、浓硫酸、苯磺酸、高锰酸钾中的一种或几种组合。

3.根据权利要求2所述的碳纳米管改性UHMWPE复合纤维的制备方法，其特征在于：所述氧化溶液为氯磺酸。

4.根据权利要求1所述的碳纳米管改性UHMWPE复合纤维的制备方法，其特征在于：所述碳纳米管纯化羧基化步骤中，所述多壁碳纳米管与氧化溶液的质量比为1:(15-25)；烘干时，将碳纳米管粉体...

【技术特征摘要】

1.一种碳纳米管改性uhmwpe复合纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的碳纳米管改性uhmwpe复合纤维的制备方法，其特征在于：所述碳纳米管纯化羧基化步骤中，所述氧化溶液为氯磺酸、浓硝酸、浓硫酸、苯磺酸、高锰酸钾中的一种或几种组合。

3.根据权利要求2所述的碳纳米管改性uhmwpe复合纤维的制备方法，其特征在于：所述氧化溶液为氯磺酸。

4.根据权利要求1所述的碳纳米管改性uhmwpe复合纤维的制备方法，其特征在于：所述碳纳米管纯化羧基化步骤中，所述多壁碳纳米管与氧化溶液的质量比为1:(15-25)；烘干时，将碳纳米管粉体放入90-110℃的真空烘箱干燥10-14h。

5.根据权利要求1所述的碳纳米管改性uhmwpe复合纤维的制备方法，其特征在于：所述uhmwpe氨基化步骤中，所述等离子体处理功率为50-200w，处理时间为30-300s，氨气压力为20-40pa。

6.根据权利要求1所述的碳纳米管改性uhmwpe复合纤维的制备方法，其特征在于：所述复合凝胶溶液配制步骤中，所述uhmwpe溶液中uhmwpe粉末的浓度为4-6wt...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚湘江，陈自力，童红心，周勇，曾建卫，
申请(专利权)人：龙游龙纤新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：