一种超高分子量聚乙烯纤维及其制备方法与流程

文档序号:36467391发布日期:2023-12-21 21:22阅读:102来源:国知局

本发明属于纤维制备,具体涉及一种超高分子量聚乙烯纤维及其制备方法。


背景技术:

1、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)等方面有着广泛的应用。

2、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

1、本发明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。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现:

3、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:

4、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;

5、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;

6、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;

7、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。

8、作为本发明的进一步方案,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。

9、作为本发明的进一步方案,所述超高分子量聚乙烯纺丝原液的溶剂为环烷油。

10、作为本发明的进一步方案,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。

11、作为本发明的进一步方案,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。

12、作为本发明的进一步方案,所述聚双马来酰亚胺溶液的溶剂为二甲基亚酰胺。

13、一种超高分子量聚乙烯纤维,通过上述制备方法制备得到。

14、本发明的有益效果:

15、本发明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℃。



技术特征:

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:

2.根据权利要求1所述的一种超高分子量聚乙烯纤维的制备方法,其特征在于,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。

3.根据权利要求1所述的一种超高分子量聚乙烯纤维的制备方法,其特征在于,所述超高分子量聚乙烯纺丝原液的溶剂为环烷油。

4.根据权利要求1所述的一种超高分子量聚乙烯纤维的制备方法,其特征在于,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。

5.根据权利要求1所述的一种超高分子量聚乙烯纤维的制备方法,其特征在于,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。

6.根据权利要求1所述的一种超高分子量聚乙烯纤维的制备方法,其特征在于,所述聚双马来酰亚胺溶液的溶剂为二甲基亚酰胺。

7.一种超高分子量聚乙烯纤维,其特征在于,通过权利要求1-6任一项所述制备方法制备得到。


技术总结
本发明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、萃取、干燥和正牵伸,得一种超高分子量聚乙烯纤维。本发明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℃。

技术研发人员:张志成,张丽,马晓飞
受保护的技术使用者:吉祥三宝高科纺织有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/1/15
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