一种超高分子量聚乙烯纤维的制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种超高分子量聚乙烯纤维的制备方法及应用。制备方法包括：将超高分子量聚乙烯纤维在乙醇中浸泡一段时间后烘干；在pH为7～8、质量浓度为0.0005～0.001g/mL的Tris溶液中加入单宁酸和氯化钠，混合均匀后加入步骤1得到的超高分子量聚乙烯纤维浸泡10～24h，之后依次水洗、烘干，得到单宁酸改性超高分子量聚乙烯纤维；将单宁酸改性超高分子量聚乙烯纤维、石墨烯、溶剂油、抗氧剂和乳化剂混合均匀得到纺丝原液，采用冻胶纺丝法获得UHMWPEF冻胶原丝；将UHMWPEF冻胶原丝依次经过预拉伸、萃取、干燥和至少二级高温拉伸。获得的超高分子量聚乙烯纤维应用在制备绳网上。本发明专利技术的制备方法过程简单，加工性能方面较比采用未改性的超高分子量聚乙烯在剪切强度、拉伸断裂强度上都有较大提升，适用于制作绳网。适用于制作绳网。适用于制作绳网。

【技术实现步骤摘要】
一种超高分子量聚乙烯纤维的制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，具体涉及一种超高分子量聚乙烯纤维的制备方法及应用。

技术介绍

[0002]超高分子量聚乙烯纤维(简称UHMWPEF)，又称高强高模聚乙烯纤维，是目前世界上比强度和比模量最高的纤维，其分子量在100万～500万的聚乙烯所纺出的纤维。据报道，美国生产制造的UHMWPEF有70％用于防弹衣、防弹头盔、军用设施和设备的防弹装甲、航空航天等军事领域，高性能纤维的发展无疑是一个国家综合实力的体现，是建设现代化强国的重要物资基础。中国虽是化纤大国，但绝对不是化纤强国，据有关部门统计，中国的高性能特种纤维的产量仅为世界产量的百分之一。这是因为超高分子量聚乙烯分子纤维的生产工艺难度相对较大、加工性能也较差，再加上成本等因素的制约，大大限制了超高分子量聚乙烯纤维在我国的生产应用和发展。

技术实现思路

[0003]针对现有技术存在的上述问题，本专利技术提供一种超高分子量聚乙烯纤维的制备方法及应用。本专利技术的技术方案为：
[0004]第一个方面，本专利技术提供一种超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，包括以下步骤：
[0005]步骤1，将超高分子量聚乙烯纤维在乙醇中浸泡一段时间后烘干；
[0006]步骤2，在pH为7～8、质量浓度为0.0005～0.001g/mL的Tris溶液中加入单宁酸和氯化钠，混合均匀后加入步骤1得到的超高分子量聚乙烯纤维浸泡10～24h，之后依次水洗、烘干，得到单宁酸改性超高分子量聚乙烯纤维；<br/>[0007]步骤3，将单宁酸改性超高分子量聚乙烯纤维、石墨烯、溶剂油、抗氧剂和乳化剂混合均匀得到纺丝原液，采用冻胶纺丝法获得UHMWPEF冻胶原丝；
[0008]步骤4，将UHMWPEF冻胶原丝依次经过预拉伸、萃取、干燥和至少二级高温拉伸，即得。
[0009]进一步地，所述单宁酸的加入量为超高分子量聚乙烯纤维质量的0.1～3％。
[0010]进一步地，所述氯化钠的加入量为单宁酸质量的4～6倍。
[0011]进一步地，所述将单宁酸改性超高分子量聚乙烯纤维、石墨烯、溶剂油、抗氧剂和乳化剂混合均匀得到纺丝原液，其中石墨烯的添加量为单宁酸改性超高分子量聚乙烯纤维的0.02～0.05％，抗氧剂的添加量为超高分子量聚乙烯纤维的0.05～0.2％，乳化剂的添加量为超高分子量聚乙烯纤维的0.01～0.1％。
[0012]进一步地，所述预拉伸的控制参数为：温度105～110℃，拉伸倍率为3～5倍。
[0013]优选地，所述至少二级高温拉伸采用三级高温拉伸，其中一级高温拉伸的控制参数为：温度105～110℃，拉伸倍率为6～8倍；二级高温拉伸的控制参数为：温度120～125℃，拉伸倍率为3～5倍；三级高温拉伸的控制参数为：温度130～135℃，拉伸倍率为1～2倍。
[0014]第二个方面，本专利技术提供一种超高分子量聚乙烯纤维，是采用上述制备方法获得。
[0015]第三个方面，本专利技术提供上述超高分子量聚乙烯纤维在制备绳网上的应用。
[0016]综上，本专利技术提供了一种超高分子量聚乙烯纤维的制备方法及应用，该制备方法过程简单，加工性能方面较比采用未改性的超高分子量聚乙烯在断裂强度、拉伸断裂强度上都有较大提升，适用于制作绳网。
附图说明
[0017]图1为采用本专利技术的超高分子量聚乙烯纤维制备的绳网实物图。
具体实施方式
[0018]在本专利技术的描述中，需要说明的是，实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0019]下面结合具体的实施例对本专利技术做进一步详细说明，所述是对本专利技术的解释而不是限定。
[0020]实施例1
[0021]本实施例提供一种超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，包括以下步骤：
[0022]步骤1，将超高分子量聚乙烯纤维在乙醇中浸泡一段时间后烘干。
[0023]步骤2，在pH为8、质量浓度为0.0008g/mL的Tris溶液中加入单宁酸和氯化钠，单宁酸的加入量为超高分子量聚乙烯纤维质量的1％，氯化钠的加入量为单宁酸质量的5倍，混合均匀后加入步骤1得到的超高分子量聚乙烯纤维浸泡18h，其中石墨烯的添加量为单宁酸改性超高分子量聚乙烯纤维的0.03％，抗氧剂的添加量为超高分子量聚乙烯纤维的0.1％，乳化剂的添加量为超高分子量聚乙烯纤维的0.05％，之后依次水洗、烘干，得到单宁酸改性超高分子量聚乙烯纤维。
[0024]步骤3，将单宁酸改性超高分子量聚乙烯纤维、石墨烯、溶剂油、抗氧剂和乳化剂混合均匀得到纺丝原液，采用冻胶纺丝法获得UHMWPEF冻胶原丝；
[0025]步骤4，将UHMWPEF冻胶原丝依次经过预拉伸、萃取、干燥和三级高温拉伸，其中预拉伸的控制参数为：温度105～110℃，拉伸倍率为4倍；一级高温拉伸的控制参数为：温度105～110℃，拉伸倍率为7倍；二级高温拉伸的控制参数为：温度120～125℃，拉伸倍率为4倍；三级高温拉伸的控制参数为：温度130～135℃，拉伸倍率为1倍，即得。
[0026]实施例2
[0027]本实施例提供一种超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，包括以下步骤：
[0028]步骤1，将超高分子量聚乙烯纤维在乙醇中浸泡一段时间后烘干。
[0029]步骤2，在pH为7、质量浓度为0.0005g/mL的Tris溶液中加入单宁酸和氯化钠，单宁酸的加入量为超高分子量聚乙烯纤维质量的0.1％，氯化钠的加入量为单宁酸质量的6倍，混合均匀后加入步骤1得到的超高分子量聚乙烯纤维浸泡24h，其中石墨烯的添加量为单宁酸改性超高分子量聚乙烯纤维的0.05％，抗氧剂的添加量为超高分子量聚乙烯纤维的0.05％，乳化剂的添加量为超高分子量聚乙烯纤维的0.01％，之后依次水洗、烘干，得到单宁酸改性超高分子量聚乙烯纤维。
[0030]步骤3，将单宁酸改性超高分子量聚乙烯纤维、石墨烯、溶剂油、抗氧剂和乳化剂混合均匀得到纺丝原液，采用冻胶纺丝法获得UHMWPEF冻胶原丝；
[0031]步骤4，将UHMWPEF冻胶原丝依次经过预拉伸、萃取、干燥和三级高温拉伸，其中预拉伸的控制参数为：温度105～110℃，拉伸倍率为3倍；一级高温拉伸的控制参数为：温度105～110℃，拉伸倍率为6倍；二级高温拉伸的控制参数为：温度120～125℃，拉伸倍率为5倍；三级高温拉伸的控制参数为：温度130～135℃，拉伸倍率为1倍，即得。
[0032]实施例3
[0033]本实施例提供一种超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，包括以下步骤：
[0034]步骤1，将超高分子量聚乙烯纤维在乙醇中浸泡一段时间后烘干。
[0035]步骤2，在pH为7、质量浓度为0.001g/mL的Tris溶液中加入单宁酸和氯化钠，单宁酸的加入量为超高分子量聚乙烯纤维质量的3％，氯化钠的加入量为单宁酸质量的4倍，混本文档来自技高网...

【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：包括以下步骤：步骤1，将超高分子量聚乙烯纤维在乙醇中浸泡一段时间后烘干；步骤2，在pH为7～8、质量浓度为0.0005～0.001g/mL的Tris溶液中加入单宁酸和氯化钠，混合均匀后加入步骤1得到的超高分子量聚乙烯纤维浸泡10～24h，之后依次水洗、烘干，得到单宁酸改性超高分子量聚乙烯纤维；步骤3，将单宁酸改性超高分子量聚乙烯纤维、石墨烯、溶剂油、抗氧剂和乳化剂混合均匀得到纺丝原液，采用冻胶纺丝法获得UHMWPEF冻胶原丝；步骤4，将UHMWPEF冻胶原丝依次经过预拉伸、萃取、干燥和至少二级高温拉伸，即得。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：所述单宁酸的加入量为超高分子量聚乙烯纤维质量的0.1～3％。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：所述氯化钠的加入量为单宁酸质量的4～6倍。4.根据权利要求1所述的一种超高分子量、低蠕变聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于：所述将单宁酸改性超高分子量聚乙烯纤...

【专利技术属性】
技术研发人员：任意，
申请(专利权)人：山东莱威新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：