[发明专利]一种发光高强高模聚乙烯纤维及其制备方法

说明书

本发明公开了一种发光高强高模聚乙烯纤维及其制备方法，所述发光高强高模聚乙烯纤维的发光亮度为20～200cd/m²，单丝纤度0.5～8dtex，断裂强度15～40cN/dtex，初始模量1000～2000cN/dtex，断裂延伸率1％～4％，其制备方法包括如下步骤：(1)混合工序；(2)配料工序；(3)纺丝工序；(4)萃取工序；(5)干燥工序；(6)牵伸工序；(7)收卷工序。本发明可以制备出具有发光性能的超高分子量高强高模聚乙烯纤维，从而提升制品在光线较差环境中的可视性，提升工作效率和安全性的同时，极大拓宽材料的应用领域。

技术领域

本发明涉及高强高模聚乙烯纤维加工技术领域，具体涉及一种发光高强高模聚乙烯纤维及其制备方法。

背景技术

超高分子量聚乙烯纤维(简称UHMWPE纤维)是指分子量100万以上聚乙烯所纺成的纤维，它与碳纤维、芳纶纤维并称为世界三大高科技纤维，是三者中密度最低、比强度和比模量最高的纤维。超高分子量聚乙烯纤维具有高强度、耐冲击、耐磨损、自润滑、耐化学腐蚀、耐低温等优异性能，产品广泛应用于防弹衣、防刺衣、防暴头盔等安全防护用品，装甲防护板，高性能缆绳以及家用纺织品等领域。但在实际应用过程中，对高强高模聚乙烯纤维的发光性能提出了需求。例如，夜间军事训练所采用的降落伞、夜间水面救援绳、矿井内矿工所佩戴的绳索，在要求高强度、耐冲击等性能的同时，能够具备自发光性能，从而提高制品的可视性，提升工作效率和安全性的同时，极大拓宽材料的应用领域。

目前高强高模聚乙烯纤维的研究和开发主要集中在高强度、高模量、耐高温、耐蠕变等方面，尚未有发光高强高模聚乙烯纤维的研究和报导，现有的高强高模聚乙烯纤维无发光性能，限制其在高性能绳缆、特种纺织品等领域的加工、应用。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种发光高强高模聚乙烯纤维及其制备方法。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：

一种发光高强高模聚乙烯纤维，所述发光高强高模聚乙烯纤维的发光亮度为20～200cd/m²，单丝纤度0.5～8dtex，断裂强度15～40cN/dtex，初始模量1000～2000cN/dtex，断裂延伸率1％～4％。

进一步地，上述发光高强高模聚乙烯中，制备方法包括如下步骤：

(1)混合工序；

(2)配料工序；

(3)纺丝工序；

(4)萃取工序；

(5)干燥工序；

(6)牵伸工序；

(7)收卷工序；

生产出具有发光性能的高强高模聚乙烯纤维。

进一步地，上述发光高强高模聚乙烯中，步骤(1)的混合工序是将长余辉发光粉体与超高分子量聚乙烯粉体以1：4-24的重量比混合，制成混合粉体。

进一步地，上述发光高强高模聚乙烯中，所述长余辉发光粉体为长余辉稀土发光材料，发光稀土基质为铝酸盐体系、硅酸盐体系、氧化物体系或氟化物体系中的一种。

进一步地，上述发光高强高模聚乙烯中，步骤(2)的配料工序中，所述混合粉体与白油以7-19：1的重量比在步骤(1)的混合粉体中加入白油，并在90-130℃的伴热条件下搅拌5-60min，制成发光纤维纺丝液。

进一步地，上述发光高强高模聚乙烯中，步骤(3)的纺丝工序采用干喷湿法工艺进行，纺丝速度4-40m/min，纺丝冷却温度3-10℃。

进一步地，上述发光高强高模聚乙烯中，步骤(4)的萃取工序中，萃取介质温度在20-40℃，萃取前进行4-8倍的冷牵。