[发明专利]一种超高分子量聚乙烯改性纤维的制备方法

说明书

本发明公开了一种超高分子量聚乙烯改性纤维的制备方法；S1、将超高分子量聚乙烯进行热溶解，并且向超高分子量聚乙烯中添加二氧化硅和玻璃纤维；S3、对S2中混合过后的超高分子量聚乙烯热熔液进行辐射交联；S4、将冷却降温之后的超高分子量聚乙烯再次进行冻胶纺丝；S5、将超高分子量聚乙烯溶液经喷丝孔挤出，将其凝固成冻胶原丝；本发明通过在超高分子量聚乙烯中添加植物纤维、二氧化硅和玻璃纤维，实现对超高分子量聚乙烯的韧性进行改变，以及对透明度和强度、刚度进行有效的改进，通过辐射交联法实现对超高分子量聚乙烯的形态稳定性、耐蠕变性及环境应力开裂性等进行改性。

技术领域

本发明属于超高分子量聚乙烯技术领域，具体涉及一种超高分子量聚乙烯改性纤维的制备方法。

背景技术

超高分子量聚乙烯是分子量150万以上的无支链的线性聚乙烯。分子式：—(—CH2-CH2—)—n—，密度：0.920～0.964g/cm3。热变形温度(0.46MPa)85℃，熔点130～136℃，超高分子量聚乙烯分子链主要由亚甲基组成，无支链和双键，呈线性结构。由于其相对分子量较高，使其具备其他常规分子量聚乙烯所不具备的优异性能，超高分子量聚乙烯与其它工程塑料相比具有耐冲击、高强度、自润滑性以及耐磨性等，而且，超高分子量聚乙烯的耐磨性位居塑料之首，大大超过普通聚乙烯,但是超高分子量聚乙烯具有表面硬度和热变形温度低、弯曲强度以及蠕变性能较差等缺点。这是由于超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）的分子结构和分子聚集形态造成的,然而市面上各种的超高分子量聚乙烯仍存在各种各样的问题。

如授权公告号为CN107721199A所公开的一种超高分子量聚乙烯改性纤维的制备方法，其虽然实现了针对现有的玻璃纤维塑性差、耐磨性差、易腐蚀、使用寿命短的技术问题进行改进，将超高分子量聚乙烯与玻璃纤维进行改性处理，采用本方案制得的超高分子量聚乙烯改性纤维制品具有耐高温、塑性好、耐磨以及使用寿命长的特点，但是并未解决现有超高分子量聚乙烯本身存在的表面韧性和热变形温度低、弯曲强度以及蠕变性能较差等缺点的问题，为此我们提出一种超高分子量聚乙烯改性纤维的制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超高分子量聚乙烯改性纤维的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种超高分子量聚乙烯改性纤维的制备方法，包括以下步骤：

S1、将超高分子量聚乙烯进行热溶解，并且向超高分子量聚乙烯中添加二氧化硅和玻璃纤维：将超高分子量聚乙烯置于热熔反应釜中，并且使得热熔反应釜的温度控制在150～160℃，然后向超高分子量聚乙烯中添加二氧化硅和玻璃纤维；

S2、对S1中的熔融液进行搅拌，然后添加植物纤维：通过热熔反应釜上的搅拌装置实现对超高分子量聚乙烯热熔液进行搅拌，且在搅拌之后对超高分子量聚乙烯热熔液中添加植物纤维，然后再进行混合搅拌；

S3、对S2中混合过后的超高分子量聚乙烯热熔液进行辐射交联：在S2中的超高分子量聚乙烯热熔液搅拌完成之后，对超高分子量聚乙烯热熔液进行辐射交联，且辐射交联的时长为1-2h，然后在辐射交联之后对超高分子量聚乙烯热熔液进行冷却降温；

S4、将冷却降温之后的超高分子量聚乙烯再次进行冻胶纺丝：将冷却降温后的超高分子量聚乙烯置于溶剂十氢萘中，并且在150～160℃条件下搅拌溶解，得到超高分子量聚乙烯溶液，备用；

S5、将超高分子量聚乙烯溶液经喷丝孔挤出，将其凝固成冻胶原丝：将S4中制备出来的超高分子量聚乙烯溶液通过喷丝孔挤出，然后经过喷丝孔喷出的时候通过冷却水实现骤冷纺丝溶液，得到冻胶原丝。

优选的，所述S1中的二氧化硅和玻璃纤维的直径保持在0.2nm-0.5nm，并且二氧化硅的质量百分比为8%-14%，所述玻璃纤维的质量百分比为7%-12%。