[发明专利]一种迁移性双极性管能团添加剂

说明书

技术领域

本发明涉及改性超高分子量聚乙烯纤维制备方法中采用的添加剂。

背景技术

超高分子量聚乙烯纤维是继碳纤维和芳纶纤维之后出现的第三代高性能纤维，具有其它高性能纤维所无法比拟的力学性能。它的比强度和比模量是所有化学纤维中最高的，此外，它还具有优异的耐化学性、耐候性、高能量吸收性、耐冲击、耐低温等多种优级异性能。但常规制备的超高分子量聚乙烯纤维由于纤维表面无极性、极低的表面能，基体树酯与超高分子量聚乙烯纤维间的结合强度很低，在复合材料应用领域难以与碳纤维和芳纶相比。

CN 1537988A公开了一种超高分子量聚乙烯纤维单取向预浸带的连续制备方法，是将均匀铺展、平行排列的纤维与溶剂型苯乙烯、乙烯、丁二烯三元嵌段共聚弹性体胶粘剂经过胶，烘干制得单向预浸带，制备的预浸带经多层粘合可制得各种复合制品。超高分子量聚乙烯纤维和苯乙烯、乙烯、丁二烯三元共聚弹性体同为碳氢结构的有机物，以附着的方式制得复合制品，当结合强度并不高。

CN 1693544A公开了一种制备改性超高分子量聚乙烯纤维的方法，以乙烯-乙烯醇、乙烯-乙二醇、乙烯-醋酸乙烯的共聚物溶解于超高分子量聚乙烯纤维冻胶纺丝、溶剂去除、超倍热拉伸工艺中的萃取剂中，制的复合萃取剂。经冻胶纺丝，萃取，超倍热拉伸制得改性超高分子量聚乙烯纤维。由于含极性的添加剂大部存在于纤维的内部，只有少数极性管能团存在于纤维的表面，纤维的可粘接性提高的不理想，如要进一步提高粘接性得提高添加剂的含量，这会降低纤维的强度。

USP 4870136公开了一种制备改性超高分子量聚乙烯纤维的方法，此法先将一定比例的超高分子量聚乙烯粉、与自由基引发剂硅烷类化合物和稀释剂在螺杆中熔融混合，进行熔融纺丝，在纺丝阶段由热引发完成超高分子量聚乙烯的硅烷接枝反应，将纺得纤维在萃聚剂和交联剂的介质中进行热拉伸，然后再置于沸水中完成交联反应。此法所得纤维的表面粘接性可得到改善，但此法由于在超高分子量聚乙烯原料中加入大量引发剂和接枝化合物并在接枝反应完成后再进行拉伸，从而使纤维拉伸倍数较低，最后所得纤维的强度性能较差。

吴越等人在液态氧化法处理超高分子量聚乙烯纤维(功能高分子学报，1999，12(4)：427)中用铬酸等试剂处理超高分子量聚乙烯纤维，纤维的表面粘接性能得到较大的提高，但纤维的强度下降较大。

USP 5039549，USP 5755913中，在等离子体，臭氧，电晕放电或紫外线辐照下，在超高分子量聚乙烯纤维表面接枝上一些含极性基团的单体，可提高纤维的表面粘接性。但此法工艺繁琐，且处理的最佳工艺条件很难掌握，工业化前景渺茫。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种用于改性超高分子量聚乙烯纤维制备方法中的迁移性双极性管能团添加剂，添加此迁移性双极性管能团添加剂制备的改性超高分子量聚乙烯纤维具有易复合、高复合强度、高拉伸的优点。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种迁移性双极性管能团添加剂，其特征在于：所述迁移性双极性管能团添加剂的分子式为R₁-C_nH_m-R₂，其中n＝12～72，-R₁、-R₂为羧基、酰胺基、酰囟基、羧酸一价金属盐基、羟基、胺基、异氰酸酯基、囟基、巯基、亚硫酸基、磺酸一价金属盐基、亚磷酸基、磷酸一价金属盐基。

优选的，所述迁移性双极性管能团添加剂为分子式R₁-C_nH_m-R₂中有机化合物的一种或多种的混合物。