[发明专利]一种高耐切割超高分子量聚乙烯纤维制备方法及其应用

摘要

本发明公开了一种高耐切割超高分子量聚乙烯纤维，由超高分子量聚乙烯和纳米晶结构形态的无机超细微粉构成；无机超细微粉是铝、钛、硅、硼、锆的氧化物、碳化物、氮化物的一种或其组合，该无机超细微粉的平均半径为0.1‑300µm，其含量为纤维总重量的0.1～14%。本发明还公开了一种高耐切割超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，将所选纳米结晶相碳化硅颗粒投入溶剂中，经砂磨机反复研磨；将超高分子量聚乙烯、碳化硅纳米颗粒投入溶剂中，经乳化机高速剪切搅拌，混合均匀，得到纺丝溶液；纺丝溶液采用常规冻胶纺丝法，将纺丝所得凝胶丝进行萃取和热牵伸得到复合纤维。本发明通过将纳米晶超细颗粒引入到超高分子量聚乙烯纤维中，这种超高分子量聚乙烯/纳米晶超细颗粒复合纤维具有极好的抗切割性能。

主权项

一种高耐切割超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，由超高分子量聚乙烯和纳米晶结构形态的无机超细微粉构成，其特征在于，所述无机超细微粉为纳米结晶相碳化硅微粉，纳米结晶相碳化硅微粉的总结晶度百分含量需大于95%，纳米结晶相碳化硅微粉的平均直径为0.1～300µm，制备方法包括如下步骤：（1）、所用无机超细微粉选用纳米结晶相碳化硅微粉，所述纳米结晶相碳化硅微粉表面2‑5nm层厚中具一定数量的硅氧原子化学结合态，为倍半硅氧键SI2p‑O，该态与硅碳键SI2p‑C结合态之比 [SI2p‑O/SI2p‑C]为0.24，且此量值由（1）式 [SI2p‑O/SI2p‑C]=ⅠSi‑ o/ⅠSi‑ c计算出；（2）、将所选纳米结晶相碳化硅微粉与分散剂采用高速剪切共混的方式，分散在超高分子量聚乙烯粉末中；（3）、将88～99.5重量份的超高分子量聚乙烯、0.5～12重量份的纳米结晶相碳化硅微粉制得的粉末预混料，按一定比例在超声波状态下均匀分散在溶剂中，后经乳化机高速剪切搅拌，高速剪切搅拌的速度为 1000～3000r/min，搅拌时间为2～4h，混合均匀，得到质量浓度为6%～8.5%的纺丝溶液；（4）、纺丝溶液采用冻胶纺丝法，纺丝温度为230～280℃，在纺丝步骤之后，将纺丝所得凝胶丝进行萃取和热牵伸得到复合纤维。