[发明专利]聚烯烃纤维

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有合适的稳定性(尤其是令人满意的UV稳定性和/或生物稳定性)的凝胶纺丝的聚烯烃(PO)纤维，涉及其在诸如绳索、钓鱼线和网、医疗器械中的用途，以及用于制备该纤维的方法。

背景技术

凝胶纺丝的PO纤维，特别是凝胶纺丝的高性能聚乙烯(HPPE)纤维，通常被认为被认为是在各种环境中相对稳定的，尤其是暴露于UV光时。然而，在某些情况下，凝胶纺丝的PO纤维表现出韧性损失，这可能会导致使用期限的减少。当这种纤维被用于绳索、钓鱼线或渔网、建筑结构、或在航运和航空中使用的限位件(restraints)、货网和带时特别会出现这些情况。

同样，在医疗器械中使用凝胶纺丝的PO纤维时，活组织、特别是人体可能代表一个恶劣的环境，这对于长期应用来说可能导致纤维的性能损失。Matsumori等(Clinical Biomechanics25(2):173-176,2010)示出了，例如在兔子中肌肉植入一年之后，聚乙烯纤维基的缝线的拉伸强度有70％的降低。

从EP0 343 863中已知一种用于稳定凝胶纺丝的PO纤维的方法，其中EP0 343 863公开了通过使包含特定比例的超高分子量聚烯烃(UHMWPO)、稀释剂和酚类稳定剂的组合物纺丝来制备纤维的方法。虽然未通过任何实验数据证实，根据该文献，其中所制备的凝胶纺丝UHMWPO纤维在成型期间具有优异的热稳定性和长期的热稳定性。除酚类稳定剂外，用于纺制所述纤维的组合物也可以包含有机亚磷酸酯稳定剂、有机硫醚类稳定剂、受阻胺稳定剂和/或高级脂肪酸的金属盐。EP0 343 863中公开的用于制备所述凝胶纺丝UHMWPO纤维的方法是这样一种方法，其中包含一种或更多种上述稳定剂和UHMWPO用的合适稀释剂的UHMWPO的溶液通过喷丝头纺丝，得到UHMWPO丝线，随后对所述丝线进行提取，其中在第二稀释剂的帮助下提取所述稀释剂。

然而，观察到，虽然用于制造纤维的组合物包含相对高量的稳定剂(例如，基于100重量份的UHMWPO总量，介于0.005到5重量份之间)，在进行EP0 343 863中公开的方法之后，纤维中留下的稳定剂的量显着降低。在大多数情况下，观察到，残留在凝胶纺丝UHMWPO纤维中的稳定剂的量是如此之低，所述纤维显示出很小的稳定性(如果有稳定性的话)。

因此，需要一种凝胶纺丝PO纤维，其被最佳地稳定化。因此，本发明的目的可以是提供这样的纤维及其制备方法，以及含有其的产品。

发明概述

本发明提供了一种包含形成纤维体的聚烯烃聚合物的凝胶纺丝纤维，其中稳定剂存在于所述纤维体内，其特征在于，基于100重量份的形成所述纤维体的聚烯烃聚合物的量，所述稳定剂的量为0.05到10重量份。

据本发明人所知，迄今为止从未生产过根据本发明的凝胶纺丝PO纤维。虽然以前报道过已知的含有稳定剂的凝胶纺丝PO纤维，但其内部存在的稳定剂的量过低而无效，尤其是在延长的时间周期内。特别地，本发明人第一次注意到，虽然使用含有大量稳定剂的纺丝溶液，在凝胶纺丝工艺结束时，极少有稳定剂保留在所得到的凝胶纺丝纤维中。

还已经令人惊奇地发现，通过本发明有效地使稳定剂(尤其是UV稳定剂)掺入纤维体中。此外，所述稳定剂最佳地保护纤维防止其降解，尤其是UV光降解，同时对机械性能(例如其拉伸强度)具有可接受的影响。

在本发明的上下文中，“纤维”被理解为不定长度的细长体，其长度尺寸远远大于横向尺寸(例如宽度和厚度)。术语“纤维”还可以包括单丝、丝带、条或带等，并且也可以具有规则或不规则的横截面。纤维可以具有连续的长度(在本领域中被称为丝线)或不连续的长度(在本领域中被称为短切纤维)。根据本发明的“纱线”是包含多根纤维的细长体。

“凝胶纺丝纤维”在本文中被理解通过对包含聚合物和用于所述聚合物的溶剂的溶液进行纺丝而制成的纤维。溶液的纺丝可以通过含有一个或多个纺丝孔的喷丝板挤出所述溶液而进行。除非另有说明，术语“纤维”和“凝胶纺丝纤维”可互换使用，以描述本发明。特别优选的是这样的凝胶纺丝纤维，其由含有聚烯烃和可以从纤维中通过蒸发被提取或去除的用于聚烯烃的溶剂(例如环烷烃，如十氢化萘、四氢化萘或甲基环己烷)纺丝。观察到，对于这样的纤维，实现稳定剂的更优化的掺入。