[发明专利]纤维用超高分子量聚乙烯、聚乙烯组合物和聚乙烯纤维及其应用有效

专利信息
申请号: 201710618571.5 申请日: 2017-07-26
公开(公告)号: CN109306028B 公开(公告)日: 2021-05-25
发明(设计)人: 马海霞;张赪;谷风来;张帅帅;杜悦;薛一念 申请(专利权)人: 中国石油化工股份有限公司;北京燕山石化高科技术有限责任公司
主分类号: C08F110/02 分类号: C08F110/02;C08K5/526;C08K5/134;C08L23/06;D01F6/46;D01F1/10
代理公司: 北京润平知识产权代理有限公司 11283 代理人: 严政;刘依云
地址: 100728 北*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 纤维 超高 分子量 聚乙烯 组合 及其 应用
【说明书】:

发明公开了一种纤维用超高分子量聚乙烯、聚乙烯组合物和聚乙烯纤维及其应用,该超高分子量聚乙烯的双缺口冲击强度为50‑100J/m2,粘均分子量为300万‑500万,拉伸强度为50‑60MPa。本发明的纤维用超高分子量聚乙烯的双缺口冲击强度较低、拉伸强度较高、并且溶解状态和成丝状态较好,使得含有该超高分子量聚乙烯的聚乙烯组合物可以用于制备高强高模量的聚乙烯纤维。

技术领域

本发明涉及一种纤维用超高分子量聚乙烯,包含该超高分子量聚乙烯的聚乙烯组合物,由该聚乙烯组合物制成的聚乙烯纤维,以及该聚乙烯纤维的应用。

背景技术

超高分子量聚乙烯(ultrahigh molecular weight polyethylene,UHMWPE)纤维,是当今世界三大高科技纤维之一,也是世界上最坚韧的纤维。该纤维具有高强度、高模量、高取向度、耐腐蚀、耐紫外线、不易磨损等特点,因此,在国际上已成为21世纪蓬勃发展的高新材料而广泛应用于安全防护、弹防护用品、绳索、缆绳、鱼网、运动器材的制造、航空航天、航海、电子、兵器、造船、建材、医疗等诸多领域。

超高分子量聚乙烯的分子量较高(通常为100万以上),其“线型”长链很长,使其无法制成如同常规聚乙烯的颗粒状,而是成为粉末用于商用。以粉末形式存在的超高分子量聚乙烯的粉末大小及分布对其性能有着重要的影响。高分子的长链结构特征必然带来缠结交联,加热状态下为高弹橡胶态,非熔融流动态。根据原料的这种特殊性,就不能像普通化纤那样采用熔融法生产。要想获得能够实现纤维生产的原料,就必须将原料在一定温度并配以搅拌的作用下,加入大量的溶剂,将生产原料稀释。

双缺口冲击强度是影响超高分子量聚乙烯可纺性的一个关键指标,超高分子量聚乙烯的双缺口冲击强度高,从而分子量链缠结严重,在溶剂中溶剂时间过长,溶解温度高,且分子链不能完全舒展,不利于纤维的取向,可纺丝性差,后牵伸过程毛丝和断头多,无法正常牵伸和使用。

拉伸强度是影响超高分子量聚乙烯可纺性的另一个关键指标,拉伸强度低,小分子含量高,后牵伸时纤维容易断丝,从而降低了纤维的拉伸强度。

CN200410024103.8公开了一种超高分子量聚乙烯的制备方法,通过该方法制备的超高分子量聚乙烯具有良好的流动速率和加工性能。但是由于该发明中的超高分子量聚乙烯树脂分子量低,力学性能较低,不适用于高强高模量的纤维的生产。

CN1106025A公开了一种具有高堆积密度的超高分子量聚乙烯的制备方法,采用汽油作为溶剂,提供了一种具有高堆积密度的超高分子量聚乙烯,堆积密度范围在350-460克/升。但是采用汽油作为溶剂,超高分子量聚乙烯的质量不稳定,力学性能较差,不利于制得高强度的聚乙烯纤维。另外,由于汽油馏程宽,能耗和成本高,不利于工业化生产。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种纤维用超高分子量聚乙烯,含有该超高分子量聚乙烯的聚乙烯组合物可以用于制备高强高模量的聚乙烯纤维。

本发明的另外的目的是提供包含所述超高分子量聚乙烯的聚乙烯组合物、由该聚乙烯组合物制备的聚乙烯纤维以及该纤维的应用。

为了实现上述目的,本发明提供了一种纤维用超高分子量聚乙烯,该超高分子量聚乙烯的双缺口冲击强度为50-100J/m2,粘均分子量为300万-500万,拉伸强度为50-60MPa。

本发明还提供了一种聚乙烯组合物,该聚乙烯组合物含有上述超高分子量聚乙烯和抗氧剂,其中,相对于10重量份的所述超高分子量聚乙烯,所述抗氧剂的含量为0.5-2重量份。

本发明还提供了由上述聚乙烯组合物制成的聚乙烯纤维。

本发明还提供了上述聚乙烯纤维在制造防弹衣、防切割手套、防弹头盔、耐疲劳绳索、钓鱼线和渔网中的应用。

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