一种超高分子量聚乙烯纤维扁丝及其制备方法与流程

文档序号:11811600阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种超高分子量聚乙烯纤维扁丝的制备方法,其特征在于包括如下制备步骤:

(1)将分子量为1.5×107~6.0×107g/mol的超高分子量聚乙烯粉料和添加剂加入到溶剂中,配制超高分子量聚乙烯质量浓度为5%~20%的悬浮混合液;

(2)初生冻胶纤维成型:将步骤(1)所得悬浮混合液在100~150℃加热溶胀,将溶胀后分散均匀的悬浮混合液注入双螺杆挤出机中挤出,挤出口模处冻胶状丝条经空气及水浴两段冷却后形成初生冻胶纤维;

(3)初生扁丝纤维制备:以压辊将步骤(2)所得初生冻胶纤维压制成表面带有凹坑结构的带状丝,在表面形成一定的粗糙度,得到初生扁丝纤维;

(4)扁丝制备:将步骤(3)所得初生扁丝纤维预拉伸卷绕,然后经萃取、干燥及热超倍拉伸,得到所述超高分子量聚乙烯纤维扁丝。

2.根据权利要求1所述的一种超高分子量聚乙烯纤维扁丝的制备方法,其特征在于:步骤(1)中所述的溶剂是指十氢萘、矿物油、白油、石蜡油、煤油中的任意一种或两种以上的混合溶剂。

3.根据权利要求1所述的一种超高分子量聚乙烯纤维扁丝的制备方法,其特征在于:步骤(1)中所述的添加剂包括稳定剂和低分子化合物;所述稳定剂包括受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、硫代类抗氧剂的一种或两种以上,稳定剂的添加量为超高分子量聚乙烯质量的0.1%~10%;所述低分子化合物包括有机低分子化合物、无机低分子化合物、离子液体中的一种或两种以上互配的混合物;有机低分子化合物包括双亲性增塑剂、水溶性润滑剂、水溶性硅油、水溶性有机金属、脂肪族羧酸中的任意一种,无机低分子化合物包括有机修饰TiO2、ZnO、SiO2、氯化钠中的任意一种,离子液体包括季铵盐类离子液体、季鏻盐类离子液体、咪唑类离子液体、吡啶类离子液体、氯铝酸类离子液体中的任意一种;低分子化合物的添加量为超高分子量聚乙烯质量的1%~20%。

4.根据权利要求1所述的一种超高分子量聚乙烯纤维扁丝的制备方法,其特征在于:步骤(3)中所述压辊压制的过程在初生冻胶纤维水浴冷却的水浴中进行或在水浴冷却后的空气中进行。

5.根据权利要求1所述的一种超高分子量聚乙烯纤维扁丝的制备方法,其特征在于步骤(3)中所述压辊压制的条件为:压辊的直径为1cm~100cm,转速为0.01m/min~300m/min,温度为-30℃~30℃,压力为0.01Pa~1000MPa。

6.根据权利要求1所述的一种超高分子量聚乙烯纤维扁丝的制备方法,其特征在于:所述的压辊为防腐性材料制成,所述防腐性材料包括金属、氟橡胶、硅橡胶、工程塑料、硬质木材或硬质材料为内核、表面包裹可赋形材料的其他材料;所述压辊的压制方式为单一辊与平板配合的单辊压制方式或双辊压制方式,或多辊压制方式,压制级数为1~10级。

7.根据权利要求1所述的一种超高分子量聚乙烯纤维扁丝的制备方法,其特征在于:所述初生扁丝纤维的截面为矩形或近矩形,宽度为20~2000um,厚度为1um~1000um;初生扁丝纤维表面带有凹坑结构,凹坑结构单面赋形或双面赋形,双面赋形时两面凹坑结构分别对应相同或不同;所述凹坑结构为圆形或非圆形,凹坑结构大小为:单个凹坑结构外边缘任意两点的最大距离为0.1um~500um;所述相邻凹坑结构的间距为0.1um~1000um;凹坑结构为整齐整排排列或相对无规排列。

8.根据权利要求1所述的一种超高分子量聚乙烯纤维扁丝的制备方法,其特征在于:所述初生扁丝纤维两侧设有突出结构,突出结构的伸出长度为1um~100um,突出结构设置间距为1um~1000um。

9.一种超高分子量聚乙烯纤维扁丝,其特征在于:通过权利要求1~8任一项所述的方法制备得到。

10.根据权利要求9所述的一种超高分子量聚乙烯纤维扁丝,其特征在于:所述超高分子量聚乙烯纤维扁丝的拉伸强度为10cN/dtex-50cN/dtex,拉伸模量为1200cN/dtex-1500cN/dtex,断裂伸长率为2.0%-8.0%。

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