[发明专利]一种高粘结、高强超高分子量聚乙烯纤维的制备方法及其产品

权利要求书

1.一种高粘结、高强超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤1、冻胶原丝的制备：将含有极性基团的改性PE、UHMWPE粉末与溶剂混合，机械搅拌30～120 min使得混合混匀，再经双螺杆挤出机挤出，依次经过喷丝组件纺丝，在水浴中冷却得到冻胶原丝；

所述的改性PE为末端含有极性基团PE，其分子式为，其中n为30～200000的自然数，是、、、或中的一种；

所述UHMWPE树脂的分子量为1000000～7000000 g/mol，平均粒径D为5～80 μm，且粒径分布为D±10μm之间；

步骤2、得到的冻胶原丝室温下静置后进行萃取、干燥、多级热牵伸得到表面改性的UHMWPE纤维；萃取剂为己烷、庚烷、甲苯、一氯甲烷、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳和溶剂汽油中的一种，萃取时间为5～200min；萃取温度为20～80 ℃；

所述的表面粘结性提高的高强度超高分子量聚乙烯纤维密度为0.94～0.98 g/cm³，强度为15～45 cN/dtex，断裂伸长率为5～20 %，纤维与水的接触角为60～95°，对纤维截面进行EDX测试，由截面中心区域至边缘的硫元素S含量逐步递增；环氧树脂包埋测试单丝拔出力为7～30 cN，环氧树脂/改性纤维复合材料界面剪切强度3～20 Mpa；

改性PE的PE分子链与UHMWPE分子链发生缠绕或参与结晶，而改性PE的极性基团游离至UHMWPE纤维的表面。

2.如权利要求1所述的一种高粘结、高强超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于改性PE质量占UHMWPE树脂质量的0.1～50 %。

3.如权利要求1所述的一种高粘结、高强超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于所述UHMWPE纺丝原液的溶剂为室温下是液体的常用碳氢化合物。

4.如权利要求1所述的一种高粘结、高强超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于所述UHMWPE粉末和改性PE质量之和占混合溶液总质量的4～20 wt%。

5.如权利要求1所述的一种高粘结、高强超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于所述UHMWPE粉末和改性PE在挤出机的挤出温度为150～190 ℃；所述UHMWPE粉末和改性PE在喷丝组件中的温度为170～210 ℃。

6.一种表面粘结性提高的高强度UHMWPE纤维，采用如权利要求1-5任一所述的制备方法制备得到。