[发明专利]一种抗蠕变的超高分子量聚乙烯纤维及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种具有高抗蠕变性能的超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

1)将超高分子量聚乙烯粉料和溶剂连续加入进料器中制成混合物料；

2)将进料器中的混合物料送入多级连续双螺杆挤出机，螺杆的长径比范围为15-40之间；混合物料在双螺杆挤出机中停留时间不低于10分钟，双螺杆挤出机内的温度范围为200℃-350℃之间，螺杆转速范围为150转/分钟-350转/分钟之间，以保证聚乙烯充分溶胀的基础上适当保持物理交联度，并使混合物料均匀后进入静态混合器；

3)从静态混合器中连续喷出的均匀物料经多孔喷丝板喷出，通过喷头牵伸形成流态细丝；

4)流态细丝经过冷却水槽，冷却后得到含有溶剂的冻胶丝；

5)冻胶丝依次经过萃取、干燥、热牵伸各步骤得到具有高抗蠕变性能的超高分子量聚乙烯纤维；

在所述步骤3)-5)中的总牵伸比不高于900倍，其中，喷头牵伸比不高于30倍，萃取、干燥步骤的牵伸比不高于2倍，热牵伸步骤的牵伸比不高于15倍；

所述粉料的粘度平均分子量的范围为800万-2000万之间，分子量的偏差不超过5％；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述超高分子量聚乙烯粉料的粘度平均分子量的范围为1001万-1500万。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述混合物料在双螺杆中的停留时间不低于15分钟。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述混合物料在双螺杆中的停留时间不低于20分钟。

5.根据权利要求1所述的方法，所述总牵伸比不高于700倍，喷头牵伸比不高于25倍。

6.根据权利要求1所述的方法，所述总牵伸比不高于500倍，喷头牵伸比不高于20倍。

7.一种具有高抗蠕变性能的超高分子量聚乙烯纤维，其特征在于，该纤维的DSC曲线在温度为148℃以下至少有一个特征峰，在温度为148℃或148℃以上有不少于一个的特征峰，且在温度为148℃以下的特征峰强度与在温度为148℃或148℃以上的特征峰强度之比在1.0∶5.0至1.0∶2.0之间。

8.根据权利要求7所述的超高分子量聚乙烯纤维，其特征在于，该纤维的广角X射线衍射特征峰在2θ＜20°、21°-22°、23°-24°位置分别存在至少一个特征峰，且在23°-24°处的特征峰半峰宽与在21°-22°处的特征峰半峰宽之比在1.4-1.8之间。

9.根据权利要求7所述的超高分子量聚乙烯纤维，其特征在于，该纤维的小角X射线衍射在特征峰2θ＜0.45°位置处存在至少两个特征峰。

10.根据权利要求7所述的超高分子量聚乙烯纤维，其特征在于，该纤维在温度为25℃及压力为600MPa的条件下的蠕变值不高于5×10^-6％/天。

11.根据权利要求7所述的超高分子量聚乙烯纤维，其特征在于，该纤维在温度为25℃及压力为600MPa的条件下的蠕变值不高于5×10^-8％/天。

12.根据权利要求7所述的超高分子量聚乙烯纤维，其特征在于，纤维的牵伸强度不低于32cN/dtex，初始模量不低于1200cN/dtex。

13.根据权利要求7所述的超高分子量聚乙烯纤维，其特征在于，纤维的牵伸强度不低于35cN/dtex，初始模量不低于1500cN/dtex。

14.一种具有高抗蠕变性能的超高分子量聚乙烯纤维在绳索或复合材料制品中的应用。