一种发光高强高模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发光高强高模聚乙烯纤维及其制备方法，所述发光高强高模聚乙烯纤维的发光亮度为20～200cd/m

【技术实现步骤摘要】
一种发光高强高模聚乙烯纤维及其制备方法
本专利技术涉及高强高模聚乙烯纤维加工
，具体涉及一种发光高强高模聚乙烯纤维及其制备方法。
技术介绍
超高分子量聚乙烯纤维(简称UHMWPE纤维)是指分子量100万以上聚乙烯所纺成的纤维，它与碳纤维、芳纶纤维并称为世界三大高科技纤维，是三者中密度最低、比强度和比模量最高的纤维。超高分子量聚乙烯纤维具有高强度、耐冲击、耐磨损、自润滑、耐化学腐蚀、耐低温等优异性能，产品广泛应用于防弹衣、防刺衣、防暴头盔等安全防护用品，装甲防护板，高性能缆绳以及家用纺织品等领域。但在实际应用过程中，对高强高模聚乙烯纤维的发光性能提出了需求。例如，夜间军事训练所采用的降落伞、夜间水面救援绳、矿井内矿工所佩戴的绳索，在要求高强度、耐冲击等性能的同时，能够具备自发光性能，从而提高制品的可视性，提升工作效率和安全性的同时，极大拓宽材料的应用领域。目前高强高模聚乙烯纤维的研究和开发主要集中在高强度、高模量、耐高温、耐蠕变等方面，尚未有发光高强高模聚乙烯纤维的研究和报导，现有的高强高模聚乙烯纤维无发光性能，限制其在高性能绳缆、特种纺织品等领域的加工、应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种发光高强高模聚乙烯纤维及其制备方法。为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术是通过以下技术方案实现：一种发光高强高模聚乙烯纤维，所述发光高强高模聚乙烯纤维的发光亮度为20～200cd/m2，单丝纤度0.5～8dtex，断裂强度15～40cN/dtex，初始模量1000～2000cN/dtex，断裂延伸率1％～4％。进一步地，上述发光高强高模聚乙烯中，制备方法包括如下步骤：(1)混合工序；(2)配料工序；(3)纺丝工序；(4)萃取工序；(5)干燥工序；(6)牵伸工序；(7)收卷工序；生产出具有发光性能的高强高模聚乙烯纤维。进一步地，上述发光高强高模聚乙烯中，步骤(1)的混合工序是将长余辉发光粉体与超高分子量聚乙烯粉体以1：4-24的重量比混合，制成混合粉体。进一步地，上述发光高强高模聚乙烯中，所述长余辉发光粉体为长余辉稀土发光材料，发光稀土基质为铝酸盐体系、硅酸盐体系、氧化物体系或氟化物体系中的一种。进一步地，上述发光高强高模聚乙烯中，步骤(2)的配料工序中，所述混合粉体与白油以7-19：1的重量比在步骤(1)的混合粉体中加入白油，并在90-130℃的伴热条件下搅拌5-60min，制成发光纤维纺丝液。进一步地，上述发光高强高模聚乙烯中，步骤(3)的纺丝工序采用干喷湿法工艺进行，纺丝速度4-40m/min，纺丝冷却温度3-10℃。进一步地，上述发光高强高模聚乙烯中，步骤(4)的萃取工序中，萃取介质温度在20-40℃，萃取前进行4-8倍的冷牵。进一步地，上述发光高强高模聚乙烯中，步骤(5)的干燥工序中，干燥介质温度在20-50℃。进一步地，上述发光高强高模聚乙烯中，步骤(6)的牵伸工序采用多级热牵伸方式。进一步地，上述发光高强高模聚乙烯中，步骤(6)的牵伸工序采用三级热牵伸，其中第一级牵伸为2～5倍，第二级牵伸为1.5～2.5倍，第三级牵伸为1.1～1.4倍。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供一种发光高强高模聚乙烯纤维及其方法。与现有技术相比，通过本专利技术的实施可以制备出具有发光性能的超高分子量高强高模聚乙烯纤维，从而提升制品在光线较差环境中的可视性，提升工作效率和安全性的同时，极大拓宽材料的应用领域。当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上的所有优点。具体实施方式下面将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。实施例1一种发光超高分子量高强高模聚乙烯纤维，该发光高强高模聚乙烯纤维的发光亮度为80cd/m2，单丝纤度4.44dtex断裂强度22cN/dtex，初始模量1200cN/dtex，断裂延伸率2.0％。其制备方法包括以下步骤：(1)混合工序。将长余辉发光粉体与超高分子量聚乙烯粉体以1：10的重量比混合；进一步地，应选用长余辉稀土发光材料；具体的，应选用硅酸盐体系作为发光稀土基质。(2)配料工序。在上述混合粉体中以10：1的重量比加入白油，并在118℃的伴热条件下搅拌20min，制成发光纤维纺丝液。(3)纺丝工序。采用干喷湿法工艺进行纺丝，纺丝速度15m/min，纺丝冷却温度6℃。(4)萃取工序。萃取介质温度在29℃，萃取前冷牵为5倍。(5)干燥工序。干燥介质温度在32℃。(6)牵伸工序。采用多级热牵伸方式，第一级牵伸为5倍，其中第二级牵伸为2倍，其中第三级牵伸为1.1倍。最后经过收卷工序，即制备出具有发光性能的高强高模聚乙烯纤维。实施例2一种发光超高分子量高强高模聚乙烯纤维，该发光高强高模聚乙烯纤维的发光亮度为70cd/m2，单丝纤度3.33dtex断裂强度25cN/dtex，初始模量1100cN/dtex，断裂延伸率2.5％。其制备方法包括以下步骤：(1)混合工序。将长余辉发光粉体与超高分子量聚乙烯粉体以1：12的重量比混合；进一步地，应选用长余辉稀土发光材料；具体的，应选用铝酸盐体系作为发光稀土基质。(2)配料工序。在上述混合粉体中以11：1的重量比加入白油，并在122℃的伴热条件下搅拌30min，制成发光纤维纺丝溶液。(3)纺丝工序。采用干喷湿法工艺进行纺丝，纺丝速度25m/min，纺丝冷却温度6.5℃。(4)萃取工序。萃取介质温度在30℃，萃取前冷牵为6倍。(5)干燥工序。干燥介质温度在35℃。(6)牵伸工序。采用多级热牵伸方式，第一级牵伸为2.5倍，其中第二级牵伸为2.2倍，其中第三级牵伸为1.2倍。最后经过收卷工序，即制备出具有发光性能的高强高模聚乙烯纤维。实施例3一种发光超高分子量高强高模聚乙烯纤维，该发光高强高模聚乙烯纤维的发光亮度为110cd/m2，单丝纤度4.95dtex断裂强度21cN/dtex，初始模量1050cN/dtex，断裂延伸率3.5％。其制备方法包括以下步骤：(1)混合工序。将长余辉发光粉体与超高分子量聚乙烯粉体以1：14的重量比混合；进一步地，应选用长余辉稀土发光材料；具体的，应选用铝酸盐体系作为发光稀土基质。(2)配料工序。在上述混合粉体中以13：1的重量比加入白油，并在126℃的伴热条件下搅拌50min，制成发光纤维纺丝溶液。(3)纺丝工序。采用干喷湿法工艺进行纺丝，纺丝速度20m/min，纺丝冷却温度7℃。(4)萃取工序。萃取介质温度在32℃，萃取前冷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发光高强高模聚乙烯纤维，其特征在于，所述发光高强高模聚乙烯纤维的发光亮度为20～200cd/m

【技术特征摘要】
1.一种发光高强高模聚乙烯纤维，其特征在于，所述发光高强高模聚乙烯纤维的发光亮度为20～200cd/m2，单丝纤度0.5～8dtex，断裂强度15～40cN/dtex，初始模量1000～2000cN/dtex，断裂延伸率1％～4％。


2.根据权利要求1所述的发光高强高模聚乙烯纤维，其特征在于，制备方法包括如下步骤：
(1)混合工序；
(2)配料工序；
(3)纺丝工序；
(4)萃取工序；
(5)干燥工序；
(6)牵伸工序；
(7)收卷工序；
生产出具有发光性能的高强高模聚乙烯纤维。


3.根据权利要求2所述的发光高强高模聚乙烯纤维，其特征在于：步骤(1)的混合工序是将长余辉发光粉体与超高分子量聚乙烯粉体以1：4-24的重量比混合，制成混合粉体。


4.根据权利要求3所述的发光高强高模聚乙烯纤维，其特征在于：所述长余辉发光粉体为长余辉稀土发光材料，发光稀土基质为铝酸盐体系、硅酸盐体系、氧化物体系或氟化物体系中的一种。


5.根据权利要求3所述的发光高强高模聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：严成，何勇，颜甜甜，蒋干兵，韩立新，张斌，
申请(专利权)人：连云港神特新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32