CN111041588A - 一种新型高耐切割超高分子量聚乙烯纤维及其制备方法 - Google Patents

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陈清清
车俊豪
曹海建
张玲丽
陈小林
喻峰
曹亚峰
宋兴印
袁修见
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Abstract

本发明公开了一种高耐切割超高分子量聚乙烯纤维，所述纤维的原料包括超高分子量聚乙烯和复合改性剂，所述复合改性剂包括金属微粉、无机超细微粉和石墨微粉；所述金属微粉选自金属碳化物、金属氧化物、金属硼化物、金属氮化物或金属粉末；所述无机超细微粉为铝、钛、硅、硼、锆的氧化物、碳化物、氮化物的一种或其组合。本发明通过采用复合改性剂（金属微粉、无机超细微粉和石墨烯微粉）对超高分子量聚乙烯进行改性，在提高其耐切割的同时，增加强度模量，制成高耐切割超高分子量聚乙烯纤维。

Description

一种新型高耐切割超高分子量聚乙烯纤维及其制备方法
技术领域
本发明属于聚乙烯纤维技术领域，具体涉及一种新型高耐切割超高分子量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（Ultra High Molecular Weight Polyethylene Fiber，UHMWPE 纤维）是继碳纤维和芳纶纤维之后出现的新一代具有超高强度、超高模量的高性能化学纤维。由于其具有高强度、高模量、低密度、耐低温、耐磨损、耐腐蚀、冲击能量吸收高等一系列优异的性能特性，使得UHMWPE 纤维及其制品在国防工业和防护装备等领域大放异彩。
虽然超高分子量聚乙烯纤维具有众多优点，但是因为其分子链较长，且缠绕严重，导致其在应力作用下易发生蠕变，在持续受力作用下发生形变，且结构具有化学惰性，表面极性较低，大大影响其耐切割性，限制了该纤维的应用。为了改善超高分子量聚乙烯纤维的耐切割性能，目前常用的方法是将玻璃纤维、钢丝等材料与超高分子量聚乙烯纤维混纺编织，但由于钢丝硬度较大、玻璃纤维易断裂外露，导致混纺纤维舒适性较差。
为了提升UHMWPE纤维本体（目前防切割等级一般只能达到2级左右），而对要求其既保持其高强度性又具高耐切割性、可纺性的理论与实施效果，尚不能令人满意。因此，需要提供一种新的技术方案来解决上述问题。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供了一种新型高耐切割超高分子量聚乙烯纤维及其制备方法。
为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：
一种高耐切割超高分子量聚乙烯纤维，原料包括超高分子量聚乙烯和复合改性剂，所述复合改性剂包括金属微粉、无机超细微粉和石墨微粉；
所述金属微粉选自金属碳化物、金属氧化物、金属硼化物、金属氮化物或金属粉末；
所述无机超细微粉为铝、钛、硅、硼、锆的氧化物、碳化物、氮化物的一种或其组合。
进一步地，所述金属微粉的粒径为纳米级或微米级。
进一步地，所述无机超细微粉的粒径为0.1-300µm。
进一步地，所述石墨微粉的粒径为纳米级或微米级。
进一步地，所述金属微粉的用量为超高分子量聚乙烯的3-40 wt.%，无机超细微粉的用量为超高分子量聚乙烯的0.1-20 wt.%，石墨微粉的用量为超高分子量聚乙烯的0.1-5wt.%。
进一步地，所述超高分子量聚乙烯的重均分子量为100-400万。
上述高耐切割超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将金属微粉、无机超细微粉和石墨微粉混合；
步骤2，将步骤1的混合物与超高分子量聚乙烯混合；
步骤3，将步骤2的混合物经乳化机高速剪切搅拌，得到纺丝溶液；
步骤4，将纺丝溶液纺丝后，进行萃取和热牵伸得到纤维。
有益效果：本发明通过采用复合改性剂（金属微粉、无机超细微粉和石墨烯微粉）对超高分子量聚乙烯进行改性，在提高其耐切割的同时，增加强度模量，制成高耐切割超高分子量聚乙烯纤维。
具体实施方式
以下实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改或替换，均属于本发明的范围。实施例中未注明具体条件的实验方法及未说明配方的试剂均为按照本领域常规条件。
实施例1
将5g粒径为100nm的碳化钙粉末、2g粒径为200µm的纳米晶碳化硅粉体和1g粒径为200µm的石墨粉末混合，混合物采用高速剪切共混的方式，分散在100g超高分子量聚乙烯粉末中，将制得的粉末预混料在超声波状态下均匀地分散于矿物油中，然后在带有搅拌剪切作用的反应釜中缓慢加热矿物油溶液，搅拌剪切转速控制在75～3000转/分钟，至溶液混合均匀；
冻胶纺丝：对所充分溶解的复合溶液采用冻胶纺丝法进行纺丝，纺丝温度为240℃，制备所得凝胶丝经过萃取、牵伸，得到本发明的复合纤维。
将本发明的复合纤维制成织物，切割指标可达到200d，18针，A3。
实施例2
将3g粒径为100nm的氧化镁粉末、1g粒径为100nm的金属铜粉末、1g粒径为200µm的纳米晶碳化硅粉体和0.5g粒径为200µm的石墨粉末混合，混合物采用高速剪切共混的方式，分散在100g超高分子量聚乙烯粉末中，将制得的粉末预混料在超声波状态下均匀地分散于矿物油中，然后在带有搅拌剪切作用的反应釜中缓慢加热矿物油溶液，搅拌剪切转速控制在75～3000转/分钟，至溶液混合均匀；
冻胶纺丝：对所充分溶解的复合溶液采用冻胶纺丝法进行纺丝，纺丝温度为240℃，制备所得凝胶丝经过萃取、牵伸，得到本发明的复合纤维。
将本发明的复合纤维制成织物，切割指标可达到400d，13针，A4。
实施例3
将3g粒径为200nm的氧化钙粉末、4g粒径为100nm的2g粒径为200µm的纳米晶碳化硅粉体和0.5g粒径为200µm的石墨粉末混合，混合物采用高速剪切共混的方式，分散在100g超高分子量聚乙烯粉末中，将制得的粉末预混料在超声波状态下均匀地分散于矿物油中，然后在带有搅拌剪切作用的反应釜中缓慢加热矿物油溶液，搅拌剪切转速控制在75～3000转/分钟，至溶液混合均匀；
冻胶纺丝：对所充分溶解的复合溶液采用冻胶纺丝法进行纺丝，纺丝温度为240℃，制备所得凝胶丝经过萃取、牵伸，得到本发明的复合纤维。
将本发明的复合纤维制成织物，切割指标可达到500d，15针，A5。

Claims (7)

1.一种高耐切割超高分子量聚乙烯纤维，其特征在于：原料包括超高分子量聚乙烯和复合改性剂，所述复合改性剂包括金属微粉、无机超细微粉和石墨微粉；
所述金属微粉选自金属碳化物、金属氧化物、金属硼化物、金属氮化物或金属粉末；
所述无机超细微粉为铝、钛、硅、硼、锆的氧化物、碳化物、氮化物的一种或其组合。
2.根据权利要求1所述的高耐切割超高分子量聚乙烯纤维，其特征在于：所述金属微粉的粒径为纳米级或微米级。
3.根据权利要求1所述的高耐切割超高分子量聚乙烯纤维，其特征在于：所述无机超细微粉的粒径为0.1-300µm。
4.根据权利要求1所述的高耐切割超高分子量聚乙烯纤维，其特征在于：所述石墨微粉的粒径为纳米级或微米级。
5.根据权利要求1所述的高耐切割超高分子量聚乙烯纤维，其特征在于：所述金属微粉的用量为超高分子量聚乙烯的3-40 wt.%，无机超细微粉的用量为超高分子量聚乙烯的0.1-20 wt.%，石墨微粉的用量为超高分子量聚乙烯的0.1-5 wt.%。
6.根据权利要求1所述的高耐切割超高分子量聚乙烯纤维，其特征在于：所述超高分子量聚乙烯的重均分子量为100-400万。
7.权利要求1所述的高耐切割超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1，将金属微粉、无机超细微粉和石墨烯微粉混合；
步骤2，将步骤1的混合物与超高分子量聚乙烯混合；
步骤3，将步骤2的混合物经乳化机高速剪切搅拌，得到纺丝溶液；
步骤4，将纺丝溶液纺丝后，进行萃取和热牵伸得到纤维。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112227070A (zh) * 2020-10-21 2021-01-15 宁波帕罗玛防坠落装备有限公司 一种改性聚酯纤维织带及其制备方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003128850A (ja) * 2001-10-25 2003-05-08 Science Univ Of Tokyo 高減衰能ポリマー
CN102827476A (zh) * 2012-09-05 2012-12-19 中国科学院长春应用化学研究所 一种复合材料及其制备方法
CN104233497A (zh) * 2014-09-17 2014-12-24 江苏锵尼玛新材料有限公司 一种高耐切割超高分子量聚乙烯纤维制备方法及其应用
CN107326462A (zh) * 2017-06-20 2017-11-07 浙江金昊特种纤维有限公司 一种耐磨防切割超高分子量聚乙烯纤维的制备方法
CN108315833A (zh) * 2018-01-15 2018-07-24 南通强生安全防护科技股份有限公司 石墨烯超高分子量聚乙烯复合纤维的制备方法
CN108950711A (zh) * 2018-09-06 2018-12-07 山东莱威新材料有限公司 一种超高分子量聚乙烯扁平丝及其制备方法
CN109610029A (zh) * 2017-09-30 2019-04-12 中国石化仪征化纤有限责任公司 纤维、织物及其制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003128850A (ja) * 2001-10-25 2003-05-08 Science Univ Of Tokyo 高減衰能ポリマー
CN102827476A (zh) * 2012-09-05 2012-12-19 中国科学院长春应用化学研究所 一种复合材料及其制备方法
CN104233497A (zh) * 2014-09-17 2014-12-24 江苏锵尼玛新材料有限公司 一种高耐切割超高分子量聚乙烯纤维制备方法及其应用
CN107326462A (zh) * 2017-06-20 2017-11-07 浙江金昊特种纤维有限公司 一种耐磨防切割超高分子量聚乙烯纤维的制备方法
CN109610029A (zh) * 2017-09-30 2019-04-12 中国石化仪征化纤有限责任公司 纤维、织物及其制备方法
CN108315833A (zh) * 2018-01-15 2018-07-24 南通强生安全防护科技股份有限公司 石墨烯超高分子量聚乙烯复合纤维的制备方法
CN108950711A (zh) * 2018-09-06 2018-12-07 山东莱威新材料有限公司 一种超高分子量聚乙烯扁平丝及其制备方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
任元林等: "超高相对分子质量聚乙烯纤维的改性及其应用", 《高科技纤维与应用》 *
周晓谦: "超高分子量聚乙烯改性研究现状", 《齐鲁石油化工》 *
董祥忠 主编: "《现代塑料成型工程》", 30 September 2009, 国防工业出版社 *
黄传辉等: "混杂填料改性UHMWPE复合材料的摩擦学性能", 《润滑与密封》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112227070A (zh) * 2020-10-21 2021-01-15 宁波帕罗玛防坠落装备有限公司 一种改性聚酯纤维织带及其制备方法
CN112227070B (zh) * 2020-10-21 2022-11-11 宁波帕罗玛防坠落装备有限公司 一种改性聚酯纤维织带及其制备方法

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