[发明专利]一种抗蠕变多晶莫来石纤维改性超高分子量聚乙烯纤维的制备方法

摘要

本发明公开了一种抗蠕变多晶莫来石纤维改性超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，属于聚乙烯纤维制备领域。本发明提供一种通过硅酸和正硅酸乙酯混合，制备前驱体凝胶并在离心纺丝机中纺丝制备多晶莫来石纤维，通过多晶莫来石纤维的耐高温和抗蠕变特性，对其偶联反应接枝聚乙烯纤维，提高与聚乙烯纤维的结合效应并增强其抗蠕变性能的方法。本发明的有益效果是：本发明制备方法简单，成本低于其他成本3%以上；所得产品抗蠕变和耐冲击性强，可耐温度180～200℃。

主权项

一种抗蠕变多晶莫来石纤维改性超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）按质量比1:1，将60～80目的铝粉，添加至质量浓度为10%的氯化铝溶液中，对其搅拌并加热至80～100℃使其回流反应2.5～3.0h，随后停止加热并静置冷却至室温，对其抽滤并收集滤液得聚合氯化铝溶液，备用；（2）按重量份数计，选取45～65份质量浓度为60%的硝酸溶液、25～30份正硅酸乙酯、10～25份无水乙醇，将正硅酸乙酯与无水乙醇在600～800r/min转速下，磁力搅拌0.5～1.0h，随后将其缓慢添加至质量浓度为60%的硝酸溶液中，搅拌10～15min后制备得硅酸溶液；（3）待制得硅酸溶液后，按质量比2:1，将硅酸溶液缓慢添加至步骤（1）制得的聚合氯化铝溶液中，对其搅拌10～15min使其混合均匀，制备得硅酸铝混合液，随后，再按质量比1:10，将冰醋酸溶液添加至硅酸铝混合液中，并将其置于60～75℃水浴中，对其抽真空至100～200Pa，浓缩反应1.5～2.0h，制备得前驱体凝胶液；（4）待浓缩反应完成后，将前驱体凝胶液置于离心纺丝机中进行纺丝处理，机头口径为0.5mm，同时设置离心机转速为3000～3500r/min，湿度为50～65℃，待纺丝结束，收集凝胶纤维并置于1200～1500℃下煅烧2～3h，制备得多晶莫来石纤维；（5）按重量份数计，选取80～90份去离子水、3～8份上述制得的多晶莫来石纤维和7～12份甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，将其置于200～300W的超声分散仪中，分散处理10～15min后，升温至55～60℃，并在1200～1500r/min下搅拌混合20min，随后对其抽滤并收集滤饼，将其置于75～80℃烘箱中干燥6～8h，并对其过筛制备得120～150目混合纤维；（6）按质量比10:1:12，将上述制备的混合纤维和偶氮二异丁腈添加至无水乙醇中，在20～30℃下混合搅拌10～15min，制备得混合纤维液，再按质量比1:8，将混合纤维液置于超高分子量聚乙烯中，在1200～1500r/min下高速搅拌10～15min，随后将其置于造粒机中进行造粒制备得直径大小为4～5mm的多晶莫来石纤维改性超高分子量聚乙烯颗粒；（7）将上述制备的多晶莫来石纤维改性超高分子量聚乙烯颗粒置于60～80℃烘箱中干燥6～8h，随后在直径为25mm的单螺杆挤出机中熔融挤出，即可制备得一种抗蠕变多晶莫来石纤维改性超高分子量聚乙烯纤维。