[发明专利]共混改性超高分子量聚乙烯纤维的制备方法

摘要

本发明涉及一种超高分子量聚乙烯纤维，尤其涉及一种共混改性超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，用于制备超高分子量聚乙烯纤维。按以下步骤进行：制备溶胀悬浮液→制备改性混合悬浮液→溶胀悬浮液与改性混合悬浮液共混→制备灰色系超高分子量聚乙烯纤维。共混改性超高分子量聚乙烯纤维的制备方法使超高分子量聚乙烯纤维具有良好抗冲击性、耐磨性及抗蠕变性的改性纤维。

主权项

一种共混改性超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于按以下步骤进行：(1)、制备溶胀悬浮液：将超高分子量聚乙烯原料溶解在C16～C31的异构烷烃混合溶剂中，并添加乳化剂和抗氧剂，在溶胀釜中不断搅拌下，溶胀釜内的温度以1.2℃/min的速率升温至120～125℃，保温0.5h后，得到溶胀悬浮液；超高分子量聚乙烯原料的添加量为C16～C31的异构烷烃混合溶剂的10.788%，超高分子量聚乙烯原料的质量百分浓度为9.738%；(2)、制备改性混合悬浮液：将单壁碳纳米管和纳米SiO2放入乳化机中进行分散，分散的时间为30min，并分3次加入石墨烯粉料，乳化后得到改性混合悬浮液，改性混合悬浮液中固体颗粒含量为5.264%；单壁碳纳米管的质量百分浓度为1.724%；纳米SiO2质量百分浓度为2.699%；石墨烯粉料的质量百分浓度为0.841%；(3)、溶胀悬浮液与改性混合悬浮液共混：将改性混合悬浮液与溶胀悬浮液按照1:39.92～1:69.54的质量比在溶胀釜中进行混合，然后不断进行搅拌，搅拌升温至150℃，保温0.5h后，形成纺丝流体，其中超高分子量聚乙烯的质量百分数为9.5%～9.6%；纺丝流体由下料釜注入双螺杆挤出机中；纺丝流体温度由110～115℃升至275～290℃，经螺杆解缠作用，历时12.5～13min进入喷丝组件，在温度为293～295℃的前提下流量成条，得到的灰色冻胶原丝；(4)、制备灰色系超高分子量聚乙烯纤维：冻胶原丝经应力平衡后预收缩48h后，使用碳氢清洗剂对冻胶原丝进行萃取，并在40℃的烘箱完成萃取剂去除工艺，形成超高分子量聚乙烯纤维半成品，超高分子量聚乙烯纤维半成品在温度为130℃的七辊牵伸机上进行超倍拉伸，使纤维中的大分子取向，在应力诱导下提高聚乙烯大分子的结晶度，超高分子量聚乙烯分子由折叠链结构转变为伸直链结构，落丝收卷后制得灰色系超高分子量聚乙烯纤维，其中单壁碳纳米管、纳米SiO2、石墨烯相对于超高分子量聚乙烯的重量比为0.255～0.443%、0.399～0.694%、0.124～0.216%。