[发明专利]一种检测超高分子量聚乙烯树脂纺丝性能的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纺丝性能的检测方法，尤其是涉及一种检测超高分子量聚乙 烯树脂纺丝性能的方法。

背景技术

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)，是分子量在100万～400万甚至更高的聚乙 烯。由于其分子链长，分子量极高，具有其它树脂所不具有的一些优异品质，如耐 冲击、耐磨损、自润滑、耐化学腐蚀、耐低温等。目前UHMWPE的主要制品有： 纤维、板材、管材、棒材和成品(包括齿轮、轴承，轴套、滚轮、导轨、滑块、衬 块以及各种制品等)，广泛应用于纺织、造纸、食品、化工、包装、农业、建筑、 医疗、体育、娱乐、军事等领域。

UHMWPE纤维，又称为高强高模聚乙烯纤维或伸直链聚乙烯纤维，以超高分 子量聚乙烯树脂为原料，经过冻胶纺丝方法纺制而成的一种新颖特种纤维，是继碳 纤维和芳纶之后出现的第三代高性能纤维。在军事、航天航海工程和高性能、轻质 复合材料及运动器械等领域有着广阔的应用前景。特别是在军事领域，UHMWPE 纤维已逐步取代了芳纶，成为与国防建设息息相关的高技术军备材料。

国外，UHMWPE树脂最初是针对生产高性能纤维进行开发的，最早由美国 Allied Chemical公司于1957年实现工业化，此后德国Hoechst公司、美国Hercules 公司、日本三井石油化学公司、荷兰DSM公司等也投入工业化生产。目前，Celanese 旗下的Ticona是全球最大的UHMWPE树脂供应商，在工业界中，拥有最齐全的 UHMWPE产品品级，有GURUHMWPE(超高分子量聚乙烯)，GHRUHMWPE(高 分子量聚乙烯)和VHMW-PE(特高分子量聚乙烯)以及GHR和Hostalloy的 UHMWPE注塑和螺杆挤出品级。其中GUR的特殊品级可以用来成型多孔和过滤 产品，也可以作为用于油漆，涂料或基体材料改性的添加剂。国内UHMWPE纤维 生产厂家大多使用Ticona生产的树脂，原因即在于Ticona公司生产的UHMWPE 树脂稳定，但UHMWPE树脂性能与纺丝工艺及纤维性能之间还没有建立系统的对 应关系。纤维厂家往往通过在线试验与生产经验来检测UHMWPE树脂的可纺性， 对纤维性能与树脂的关系也只能以“纤维力学性能随相对分子量增大而提高，分子 量分布窄有利于纤维性能的稳定”等大的理论体系为依据。另外，北京东方石油化 工有限公司助剂二厂是国内UHMWPE树脂最大的生产商，产品分子量可达100 万～300万及以上，产量超过10,000吨/年。齐鲁石化拥有年产5000吨的M300、 M400、M500三个牌号的UHMWPE生产能力，可用于生产工程管材和板材等。上 海化工研究院联乐化工科技有限公司通过自主研发催化剂，已具备年产3000吨的 生产规模，推出分子量200～600万的系列产品。而对于纤维用UHMWPE树脂包括 Ticona公司在内的各企业仍没有形成很好的检测方法，即不能确定UHMWPE树脂 具备什么样的参数条件适合纺丝。

明确UHMWPE树脂的物性，开发一套合适的检测纤维用树脂的方法将大大有 利于纤维制备以及纤维性能的稳定，并能进一步推动UHMWPE纤维级专用树脂的 市场开发。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种方法简单、 效果好的检测超高分子量聚乙烯树脂纺丝性能的方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种检测超高分子量聚乙烯树脂 纺丝性能的方法，其特征在于，该方法是先对超高分子量聚乙烯树脂的表观物性进 行分析，得到树脂表观参数，然后将超高分子量聚乙烯树脂进行压片制样，分析树 脂的力学性能，再将超高分子量聚乙烯通过冻胶纺丝与超倍拉伸技术判断纺丝性 能，将树脂表观参数和/或力学性能与纺丝性能进行对比，得到树脂表观参数和/或 力学性能与纺丝性能的对应关系，通过树脂树脂表观参数和/或力学性能来判断其 纺丝性能。

所述的超高分子量聚乙烯树脂的表观物性与力学性能包括特性粘度、粒径大小 与分布、堆积密度、拉伸强度、屈服强度、弹性模量和断裂伸长率等。

所述的超高分子量聚乙烯树脂的表观物性与力学性能采用国际或国家标准的 测试方法进行。

所述的超高分子量聚乙烯树脂为粘均分子量为100万～600万的聚乙烯树脂。