[发明专利]一种表面光滑的高耐切割UHMWPE长丝纤维的制备方法

说明书

本发明提供一种表面光滑的高耐切割UHMWPE长丝纤维的制备方法，所述制备方法的制备步骤如下：1)取硅烷偶联剂和有机溶剂混合，得到处理液；2)在VC高速加湿混合机中，加入充分烘干的纳米结晶相碳化硅；3)步骤1)的处理液均匀分散在步骤2)的纳米结晶相碳化硅上，在温度50‑70℃下，以1500～2500转/分钟，高速搅拌1～3小时；4)步骤3)处理过的纳米结晶相碳化硅和超高分子量聚乙烯投入溶剂中，经乳化机高速剪切搅拌，充分混合均匀，得到纺丝溶液；纺丝溶液采用冻胶纺丝法，将纺丝所得凝胶丝进行萃取和热牵伸得到表面光滑的高耐切割UHMWPE长丝纤维。

技术领域

本发明涉及一种表面光滑的高耐切割UHMWPE长丝纤维的制备方法，具体涉及D01F。

技术背景

超高分子量聚乙烯纤维(UHMWPE)，是指分子量为100～600万，因其内部结构有较高的结晶度和较强的分子间作用力，使其拥有许多优良的性能如耐磨性、极高的抗冲击性、抗化学药品腐蚀性能、较高的消除噪音性能、自润滑性、低摩擦系数以及安全卫生无毒等卓越的性能，被称为是“神奇的塑料”，广泛应用在化工、机械、纺织、造纸、包装、矿山、建筑、体育、军事、医疗等诸多领域。虽然超高分子量聚乙烯有很多优点，但其也具有不同的缺点，例如导电性、抗静电性、耐切割性等。这是因为当UHMWPE的内部晶相为六角晶相或者单斜晶相时，其可以保证UHMWPE表现出超高强度的性质，但是其分子内部在C轴的垂直方向上，由于链间的弱相关，导致其易产生裂纹且耐切割能力较弱。

现有的技术是采用链间化学交联桥或者其他短纤包覆等方法来实现其在C轴的垂直方向上的超高强度性质，但是此类方法也会带来负面影响，其中之一的影响就是使得制备得到的超高分子量纤维的表面不够光滑，进而会进一步影响产品的耐切割和力学性能。

针对上述问题，本发明提供一种表面光滑的高耐切割UHMWPE长丝纤维的制备方法，此方法制备得到的超高分子量聚乙烯的长丝纤维不仅表明光滑，且其制品具有高耐切割性、且力学性能优异，欧标的测试指数提高20％。

发明内容

本发明提供一种表面光滑的高耐切割UHMWPE长丝纤维的制备方法，所述制备方法的制备步骤如下：

1)取硅烷偶联剂和有机溶剂混合，得到处理液；

2)在VC高速加湿混合机中，加入充分烘干的纳米结晶相碳化硅；

3)步骤1)的处理液均匀分散在步骤2)的纳米结晶相碳化硅上，在温度50-70℃下，以1500～2500转/分钟，高速搅拌1～3小时；

4)步骤3)处理过的纳米结晶相碳化硅和超高分子量聚乙烯投入溶剂中，经乳化机高速剪切搅拌，充分混合均匀，得到纺丝溶液；纺丝溶液采用冻胶纺丝法，将纺丝所得凝胶丝进行萃取和热牵伸得到表面光滑的高耐切割UHMWPE长丝纤维。

作为本发明的一种实施方式，所述硅烷偶联剂包含KH550、乙烯基三乙氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷。

作为本发明的一种实施方式，所述硅烷偶联剂还包含超支化聚乙烯改性二甲基苯基(2-甲基-3-羟基-丙基)硅烷。

作为本发明的一种实施方式，超支化聚乙烯改性二甲基苯基(2-甲基-3-羟基-丙基)硅烷的方法如下：

Ⅰ)取六亚甲基二异氰酸酯、二甲基苯基(2-甲基-3-羟基-丙基)硅烷、二月桂酸二丁基锡在甲苯中混合，在80℃下反应3小时，经乙醇洗涤后，40℃下真空干燥，得产物1；

Ⅱ)在反应釜中输入乙烯，加入溶于甲苯的烷基铝和催化剂，提升乙烯的压力为0.1～2.0MPa，控制温度为65℃，反应时间为30分钟；反应结束后往产物溶液中通入氧气，反应时间为2小时；最后用酸化乙醇还原并沉淀，过滤洗涤，得到超支化聚乙烯；