[发明专利]一种超高分子量聚乙烯纤维表面溶胀-夹带聚合物改性及其复合材料制备方法

权利要求书

1.一种超高分子量聚乙烯纤维表面溶胀-夹带聚合物改性及其复合材料制备方法，包括如下步骤：

1)两亲性聚合物PE-COO-PEG_M的合成

将一定量的硬脂酸、DMAP和DCC加入到安装有搅拌器和冷凝管的三口烧瓶中，二氯甲烷作为溶剂，在黑暗条件下，室温搅拌2h；之后加入聚乙二醇单甲醚在40℃下反应24h，经纯化处理，冷冻干燥得到一系列的目标产物PE-COO-PEG_M-250、PE-COO-PEG_M-550、PE-COO-PEG_M-1000、PE-COO-PEG_M-2000和PE-COO-PEG_M-5000；

2)超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维溶胀-夹带PE-COO-PEG_M

3)UHMWPE纤维/环氧树脂复合材料的制备

称取一定量的环氧树脂和固化剂混合均匀，真空脱泡，后将溶胀改性后的超高分子量聚乙烯纤维放入模具中，同时将环氧树脂和固化剂的混合物注入模具中，在室温下固化成型后脱模，得到改性后的UHMWPE纤维/环氧树脂复合材料。

2.根据权利要求1所述的一种超高分子量聚乙烯纤维表面溶胀-夹带聚合物改性及其复合材料制备方法，其特征在于：所述步骤1)中所需合成两亲性聚合物的反应物中聚乙二醇单甲醚的分子量分别是250、550、1000、2000和5000。

3.根据权利要求1所述的一种超高分子量聚乙烯纤维表面溶胀-夹带聚合物改性及其复合材料制备方法，其特征在于：所述步骤2)中所述的溶胀过程中溶胀剂组成不同，即十氢化萘和二甲苯的体积比分别是20∶0、15∶5、10∶10、5∶15和0∶20；溶胀温度为30-60℃；溶胀时间为1h、3h、5h、7h和9h；之后利用无水乙醇将残留在纤维上的溶胀剂除去，烘干待用。

4.根据权利要求1所述的一种超高分子量聚乙烯纤维表面溶胀-夹带聚合物改性及其复合材料制备方法，其特征在于：所述步骤3)中UHMWPE纤维的表面经过溶胀剂溶胀之后，溶胀剂可以渗透到纤维表面，实现纤维的的诱导溶胀；之后利用两亲性聚合物，使疏水嵌段自发的将其自身插入溶胀的聚合物表面，另一端亲水嵌段裸露在纤维表面，将两亲性聚合物夹带在纤维的表面，增强UHMWPE纤维与环氧树脂的相互缠结作用；将该纤维与环氧树脂基体进行复合，从而得到改性的UHMWPE纤维与树脂的复合材料，该方法能够有效提高UHMWPE纤维和树脂之间的粘结能力，并且可进一步推广到其他纤维的表面改性领域。