CN116516509A - 超高分子量聚乙烯纤维及其制备方法、医用纤维织物 - Google Patents

超高分子量聚乙烯纤维及其制备方法、医用纤维织物 Download PDF

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CN116516509A CN202310405036.7A CN202310405036A CN116516509A CN 116516509 A CN116516509 A CN 116516509A CN 202310405036 A CN202310405036 A CN 202310405036A CN 116516509 A CN116516509 A CN 116516509A
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Abstract

本申请涉及医用材料技术领域，特别是涉及一种超高分子量聚乙烯纤维及其制备方法、医用纤维织物。超高分子量聚乙烯纤维的密度均匀度＜1.5％，打结强度≥2N/tex，打结强度比率≥50％，打结强度波动度≤4％。本申请提供的超高分子量聚乙烯纤维具有较高的打结强度和打结强度比率以及较低的打结强度波动度。

Description

超高分子量聚乙烯纤维及其制备方法、医用纤维织物
技术领域
本申请涉及医用材料技术领域，特别是涉及一种超高分子量聚乙烯纤维及其制备方法、医用纤维织物。
背景技术
手术修补用产品中的长条状构件(手术缝合线等)的打结强度、打结强度比率及打结强度波动度通常是用于判断长条状构件性能好坏的关键指标。长条状构件的打结强度和打结强度比率低或波动大是导致长条状构件在使用过程中断裂的主要原因。
目前提高打结强度的方法通常包括以下内容：1)先提高超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维的线性强度，然后再提高其打结强度，但难以改善打结强度比率；2)在UHMWPE分子链上引入高密度聚乙烯(HDPE)作为支链，提高了绳股结构元件结拉伸强度，但是绳股结构元件的打结强度比率较低；3)在缝合线表面涂覆涂层以改善其打结强度，但其未考虑打结强度比率的变化，且涂层易脱落，植入后可能会对人体组织造成危害。
发明内容
基于此，有必要提供一种能够提高打结强度和打结强度比率，同时可以降低打结强度波动度的超高分子量聚乙烯纤维及其制备方法、医用纤维织物。
第一方面，本申请提供一种超高分子量聚乙烯纤维，所述超高分子量聚乙烯纤维的密度均匀度＜1.5％，打结强度≥2N/tex，打结强度比率≥50％，打结强度波动度≤4％。
在一些实施方式中，所述密度均匀度＜1％，所述打结强度≥2.2N/tex，所述打结强度比率≥70％，所述打结强度波动度≤3％。
在一些实施方式中，所述超高分子量聚乙烯纤维的纤度为5dtex～200dtex。
第二方面，本申请还提供一种如第一方面所述的超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，包括以下步骤：
将超高分子量聚乙烯溶于溶剂中，制备纺丝原液；
将所述纺丝原液经喷丝孔挤出，冷却，制备凝胶原丝，所述冷却所采用的方法包括热风干燥或凝固浴萃取，所述热风干燥的加热介质为惰性气体；以及
对所述凝胶原丝进行超倍热拉伸。
在一些实施方式中，所述热风干燥的条件包括：温度为140℃～155℃，热风进口处的风量为500m3/h～1000m3/h，风压为4kPa～5kPa；
可选地，所述惰性气体包括氦气、氩气、氖气、氪气及氙气中的一种或多种。
在一些实施方式中，所述凝固浴萃取的温度为140℃～155℃，所采用的萃取剂包括四氯化碳、二氯乙烷、二甲苯及正己烷中的一种或多种。
在一些实施方式中，在所述纺丝原液中，所述纺丝原液的浓度为2wt％～20wt％。
在一些实施方式中，所述溶剂包括十氢化萘、四氢化萘及煤油中的一种或多种。
在一些实施方式中，所述超倍热拉伸的总倍数为2～50倍，温度为140℃～155℃。
第三方面，本申请提供一种医用纤维织物，其包括第一方面所述的超高分子量聚乙烯纤维。
在一些实施方式中，所述医用纤维织物的打结强度≥2.5N/tex，打结强度比率≥55％，打结强度波动度≤6％；
优选地，所述打结强度≥3.5N/tex，所述打结强度比率≥60％，所述打结强度波动度≤5％。
在一些实施方式中，所述医用纤维织物包含多股纤维，其中，所述纤维为超高分子量聚乙烯纤维；或者
所述纤维包括所述超高分子量聚乙烯纤维和其他纤维，所述其他纤维包括聚烯烃纤维、半芳香族聚酯纤维及脂肪族聚酯纤维中的一种或多种。
在一些实施方式中，所述医用纤维织物包括医用缝合线。
本申请提供的超高分子量聚乙烯纤维具有较高的密度均匀性，内部空洞更均匀，纤维整体更为致密，从而具有更高的打结强度和打结强度比率以及较低的打结强度波动度。
而且本申请将传统冷却工艺所采用的空气(干法冷却)或水(湿法冷却)替换为惰性气体和萃取剂，惰性气体相较于空气具有更高的比热容，从而可以快速蒸发纤维中的溶剂，使形成的UHMWPE纤维径向密度以及内部孔洞更均匀、具有更高的致密度，从而提升了其打结强度，降低了打结强度波动度。同样的，相较于水，萃取剂在起到冷却作用的同时可以将纤维中的溶剂萃取去除，从而使形成的UHMWPE纤维径向密度均匀度更小，内部孔洞更均匀。令人意想不到的是，在径向密度均匀性明显改善后，其打结强度提高，且打结强度波动度降低。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将对本申请进行更全面的描述。下述给出了本申请的较佳实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
术语及定义：
超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是指分子量在100万以上的无支链的线性聚乙烯，由其制得的纤维称为UHMWPE纤维。UHMWPE纤维具有强度高、韧性好，以及优良的抗冲击性和抗切割性、高耐磨性、耐化学腐蚀性等特性。
密度均匀度用于表征纤维内部孔洞或微孔的均匀性，纤维的密度均匀度越小，说明纤维内部的孔洞和微孔越均匀，纤维的纵向结构越稳定，从而使纤维性能越稳定。
打结强度是指将纤维打成结后测得的保留强度(断裂强度)，又名结节强度。可以用以表示纤维的韧性，打结强度越高说明纤维的韧性越好。
打结强度比率是指纤维的打结强度与线性强度的比值。
打结强度波动度是指纤维各个部位打结强度的公差与打结强度平均值的比值。
第一方面，本申请提供一种超高分子量聚乙烯纤维，超高分子量聚乙烯纤维的密度均匀度＜1.5％，打结强度≥2N/tex，打结强度比率≥50％，打结强度波动度≤4％。
本申请提供的超高分子量聚乙烯纤维具有较高的密度均匀性，内部空洞更均匀，纤维整体更为致密，从而具有更高的打结强度和打结强度比率以及较低的打结强度波动度。
在一些实施方式中，超高分子量聚乙烯纤维的密度均匀度为1.4％、1.3％、1.2％、1.1％、1％、0.9％、0.8％、0.7％、0.6％、0.5％、0.4％、0.3％、0.2％、0.1％。
在一些实施方式中，超高分子量聚乙烯纤维的打结强度≥2.2N/tex，例如，打结强度≥2.3N/tex、≥2.4N/tex、≥2.5N/tex、≥2.6N/tex、≥2.7N/tex、≥2.8N/tex、≥2.9N/tex、≥3.0N/tex。
在一些实施方式中，打结强度比率≥70％，例如，≥71％、≥72％、≥73％、≥74％、≥75％。
在一些实施方式中，打结强度波动度≤3％，例如，≤2.5％、≤2.4％、≤2.3％、≤2.2％、≤2.1％、≤2.0％、≤1.9％、≤1.8％。
在一些实施方式中，超高分子量聚乙烯纤维的纤度为5dtex～200dtex，例如，10dtex、20dtex、50dtex、55dtex、60dtex、80dtex、100dtex、110dtex、120dtex、150dtex、180dtex。
进一步地，超高分子量聚乙烯纤维的单丝纤度为0.1dtex～2dtex，例如，0.2dtex、0.3dtex、0.4dtex、0.5dtex、0.6dtex、0.7dtex、0.8dtex、0.9dtex、1dtex、1.2dtex、1.4dtex、1.5dtex、1.8dtex；优选为0.2dtex～1dtex。
第二方面，本申请还提供一种如第一方面所述的超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，包括以下步骤：
将超高分子量聚乙烯溶于溶剂中，制备纺丝原液；
将纺丝原液经喷丝孔挤出，冷却，制备凝胶原丝，其中，冷却所采用的方法包括热风干燥或凝固浴萃取，热风干燥的加热介质为惰性气体；以及
对凝胶原丝进行超倍热拉伸。
本申请将传统冷却工艺所采用的空气(干法冷却)或水(湿法冷却)替换为惰性气体和萃取剂，惰性气体相较于空气具有更高的比热容，从而可以快速蒸发纤维中的溶剂，使形成的UHMWPE纤维径向密度以及内部孔洞更均匀、具有更高的致密度，从而提升了其打结强度，降低了打结强度波动度。同样的，相较于水，萃取剂在起到冷却作用的同时可以将纤维中的溶剂萃取去除，从而使形成的UHMWPE纤维径向密度均匀度更小，内部孔洞更均匀。令人意想不到的是，在径向密度均匀性明显改善后，其打结强度提高，且打结强度波动度降低。
可以理解，超高分子量聚乙烯可以选用纤维制造领域常用的超高分子量聚乙烯。作为示例性说明，超高分子量聚乙烯的黏均分子量为5×106～1×107，特性粘度为20dL/g～34dL/g；具体地，超高分子量聚乙烯可以选自上海联乐LL-X-500、LL-X-600、LL-X-700、LL-X-800、LL-X-900及LL-X-1000中的一种或多种。
在本申请中，溶剂可以选用本领域任意公知的适用于凝胶纺丝UHMWPE纤维的溶剂。在一些实施方式中，溶剂包括十氢化萘、四氢化萘及煤油中的一种或多种。
在一些实施方式中，在纺丝原液中，超高分子量聚乙烯的含量为2wt％～20wt％，例如，2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％、10wt％、11wt％、12wt％、13wt％、14wt％、15wt％、16wt％、17wt％、18wt％、19wt％、20wt％。通过调控超高分子量聚乙烯的含量在此范围内，可以提高纺丝原液的流动性，利于纺丝原液从喷丝孔的挤出，同时也有利于后续溶剂能够被快速去除。
在一些实施方式中，热风干燥的条件包括：温度为140℃～155℃，热风进口处的风量为500m2/h～1000m2/h，风压为4MPa～5MPa。其中，惰性气体包括氦(He)气、氩(Ar)气、氖(Ne)气、氪(Kr)气及氙(Xe)气中的一种或多种。
在一些实施方式中，热风干燥的具体步骤包括：将纺丝原液经喷丝孔挤出到长为6m～10m的甬道内，所述甬道内通有温度为140℃～155℃的惰性气体。
在一些实施方式中，凝固浴萃取的温度为140℃～155℃，所采用的萃取剂包括四氯化碳、二氯乙烷、二甲苯及正己烷中的一种或多种。
在一些实施方式中，凝固浴萃取的步骤包括：将纺丝原液经喷丝孔挤出到长为6m～10m的密封凝固浴槽内，所述凝固浴槽内填充有温度为140℃～155℃的萃取剂。
可以理解，冷却过程中，还包括拉伸的步骤，其中拉伸的张力为20cN～100cN；进一步地，在热风干燥或凝固浴萃取后还包括空气冷却的步骤。采用凝固浴萃取时，在超倍热拉伸之前还可以包括干燥去除萃取剂的步骤。其中，干燥的方法不做限制，选用本领域常用的干燥工艺即可，例如，加热干燥或自然风干。
在一些实施方式中，将超高分子量聚乙烯溶于溶剂中的步骤包括：
将超高分子量聚乙烯置于溶剂中形成浆料，将所述浆料置于双螺杆挤出机中加热，制备纺丝原液。其中，加热的条件包括：
先在90℃～150℃加热2min～5min(双螺杆挤出机的溶胀区)；再在180℃～195℃加热2min～5min(双螺杆挤出机的溶解区)；再在185℃～195℃加热1min～3min(双螺杆挤出机的熟化区)。
在本申请中，采用本领域公知的方法和参数将纺丝原液经喷丝孔挤出即可，在此不做过多论述。作为示例性说明，将纺丝原液经喷丝孔挤出所采用的挤出机可以为双螺杆挤出机，挤出压力可以为2MPa～20MPa，挤出速率可以为1m/min～5m/min，挤出温度为165℃～200℃。
进一步地，喷丝孔的参数也不做限制，选用UHMWPE纤维制备领域常用的喷丝孔即可，例如，喷丝孔的孔数可以为5～200个，孔径可以为250μm～1000μm。
在本申请中，超倍热拉伸的条件不做限制，选用超高分子量聚乙烯纤维制备领域常用的条件即可。在一些实施方式中，超倍热拉伸的总倍数为2～50倍，温度为140℃～155℃。
按照一个具体的实施方式，超高分子量聚乙烯纤维的制备方法包括以下步骤：
1)将超高分子量聚乙烯置于溶剂中形成浆料，并将所述浆料置于挤出机中加热，制备纺丝原液；
2)将纺丝原液经喷丝孔挤出，冷却，制备凝胶原丝，冷却所采用的方法包括热风干燥或凝固浴萃取，热风干燥的加热介质为惰性气体；以及
3)对凝胶原丝进行超倍热拉伸。
第三方面，本申请提供一种医用纤维织物，其包括第一方面所述的超高分子量聚乙烯纤维。
在一些实施方式中，医用纤维织物的打结强度≥2.5N/tex，打结强度比率≥55％，打结强度波动度≤6％；
优选地，打结强度≥3.5N/tex，打结强度比率≥60％，打结强度波动度≤5％。
可以理解，医用纤维织物主要指长条状的手术修补用产品，具体是指用作修补软体组织或保持骨骼等的医用缝合线(手术缝合线)、缆线、带、带状物或窄条状产品，比如，固体管形或圆形编织物、螺旋形编织物或扁平织物结构(例如，横截面为椭圆形的扁平状织物)，也可以为核-鞘结构或重叠编织结构。在核-鞘编织中，通常存在由加捻纱线形成且被编织的覆盖层或鞘围绕的核，而重叠编织具有编织的核和鞘。医用纤维织物可以经由编织、针织，或其组合制备而成。
绳股是形成医用纤维织物的结构元件，其可包括一根或多根超高分子量聚乙烯纤维，该超高分子量聚乙烯纤维具有复丝纱线一样的集整性，且可被赋予一定的捻合度。在一些实施方式中，绳股的纤度为5dtex～2000dtex。
在一些实施方式中，医用纤维织物包含多股纤维，其中，纤维为超高分子量聚乙烯纤维；或者
纤维包括超高分子量聚乙烯纤维和其他纤维，其他纤维包括聚烯烃纤维、半芳香族聚酯纤维及脂肪族聚酯纤维中的一种或多种。其中，聚烯烃纤维可以为聚丙烯纤维；半芳香族聚酯纤维可以为聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维；脂肪族聚酯纤维可以为聚丙交酯纤维。
在一些实施方式中，医用纤维织物包括医用缝合线。
在一些实施方式中，医用纤维织物表面还可以涂覆有涂层。
以下结合具体实施例对本申请作进一步详细的说明。
下述各实施例和对比例所采用的UHMWPE购自上海联乐LL-X-800。
实施例1
1)将8kg特性粘度为32dL/g的UHMWPE粉末置于加料釜内，并在加料釜中加入125.3kg十氢化萘混合后，经螺杆挤出机溶胀(130℃加热4min)、溶解(185℃加热4min)和熟化(190℃加热1min)制备纺丝原液；其中，纺丝原液的浓度为6wt％；
2)采用凝胶纺丝工艺将步骤1)中制得的纺丝原液纺丝成凝胶原丝，具体步骤如下：
将纺丝原液经孔数为200F的喷丝孔纺出，并进入10m长的甬道内。甬道中充满逆向流动的氦气，氦气的温度为140℃，风量为800m3/h，风压为4kPa。在整个甬道行程中，凝胶原丝经甬道喷头拉伸4倍得到凝胶UHMWPE原丝；
3)将步骤2)中制得的凝胶原丝置于151℃的烘箱中进行超倍热拉伸，制得到纤度为110dtex的UHMWPE纤维；其中，超倍热拉伸的总拉伸倍数为6.5倍。
实施例2
本实施例与实施例1的制备方法基本相同，不同之处在于：将氦气换成氩气。具体步骤如下：
1)将8kg特性粘度为32dL/g的UHMWPE粉末置于加料釜内，并在加料釜中加入125.3kg十氢化萘混合后，经螺杆挤出机溶胀(130℃加热4min)、溶解(185℃加热4min)和熟化(190℃加热1min)制备纺丝原液；其中，纺丝原液的浓度为6wt％；
2)采用凝胶纺丝工艺将步骤1)中制得的纺丝原液纺丝成凝胶原丝，具体步骤如下：
将纺丝原液经孔数为200F的喷丝孔纺出，并进入10m长的甬道内。甬道中充满逆向流动的氩气，氦气的温度为140℃，风量为800m3/h，风压为4kPa。在整个甬道行程中，凝胶原丝经甬道喷头拉伸4倍得到凝胶UHMWPE原丝；
3)将步骤2)中制得的凝胶原丝置于151℃的烘箱中进行超倍热拉伸，制得到纤度为110dtex的UHMWPE纤维；其中，超倍热拉伸的总拉伸倍数为6.5倍。
实施例3
本实施例与实施例1的制备方法基本相同，不同之处在于：UHMWPE纤维的纤度为55dtex。具体步骤如下：
1)将8kg特性粘度为32dL/g的UHMWPE粉末置于加料釜内，并在加料釜中加入125.3kg十氢化萘混合后，经螺杆挤出机溶胀(130℃加热4min)、溶解(185℃加热4min)和熟化(190℃加热1min)制备纺丝原液；其中，纺丝原液的浓度为6wt％；
2)采用凝胶纺丝工艺将步骤1)中制得的纺丝原液纺丝成凝胶原丝，具体步骤如下：
将纺丝原液经孔数为100F的喷丝孔纺出，并进入8m长的甬道内。甬道中充满逆向流动的氦气，氦气的温度为140℃，风量为800m3/h，风压为4kPa，在整个甬道行程中，凝胶原丝经甬道喷头拉伸4倍得到凝胶UHMWPE原丝；
3)将步骤2)中制得的凝胶原丝置于151℃的烘箱中进行超倍热拉伸，制得到纤度为55dtex的UHMWPE纤维；其中，超倍热拉伸的总拉伸倍数为6.5倍。
实施例4
1)将12kg特性粘度为28dL/g的UHMWPE粉末置于加料釜内，并在加料釜中加入138kg十氢化萘混合后，经螺杆挤出机溶胀(130℃加热4min)、溶解(185℃加热4min)和熟化(190℃加热1min)制备纺丝原液；其中，纺丝原液的浓度为6wt％；
2)采用凝胶纺丝工艺将步骤1)中制得的纺丝原液纺丝成凝胶原丝，具体步骤如下：
将纺丝原液经孔数为200F的喷丝孔纺出，并进入长8m的密封萃取浴槽内，密封萃取浴槽中充满逆向流动的二甲苯的汽液混合物，混合物的温度为140℃，流量为300kg/h，在整个萃取浴槽行程中，凝胶原丝经喷头拉伸4倍得到凝胶UHMWPE原丝；
3)对步骤2)中制得的凝胶原丝先干燥去除萃取剂，然后置于151℃的烘箱中进行超倍热拉伸，制得到纤度为110dtex的UHMWPE纤维；其中，超倍热拉伸的总拉伸倍数为6.5倍。
实施例5
本实施例与实施例4的制备方法基本相同，不同之处在于：UHMWPE纤维的纤度为55dtex。具体步骤如下：
1)将12kg特性粘度为28dL/g的UHMWPE粉末置于加料釜内，并在加料釜中加入138kg十氢化萘混合后，经螺杆挤出机溶胀(130℃加热4min)、溶解(185℃加热4min)和熟化(190℃加热1min)制备纺丝原液；其中，纺丝原液的浓度为8wt％；
2)采用凝胶纺丝工艺将步骤1)中制得的纺丝原液纺丝成凝胶原丝，具体步骤如下：
将纺丝原液经孔数为200F的喷丝孔纺出，并进入长8m的密封萃取浴槽内，密封萃取浴槽中充满逆向流动的二甲苯的汽液混合物，混合物的温度为140℃，流量为300kg/h，在整个萃取浴槽行程中，凝胶原丝经喷头拉伸4倍得到凝胶UHMWPE原丝；
3)将步骤2)中制得的凝胶原丝先干燥去除萃取剂，然后置于151℃的烘箱中进行超倍热拉伸，制得到纤度为55dtex的UHMWPE纤维；其中，超倍热拉伸的总拉伸倍数为6.5倍。
实施例6
本实施例与实施例4的制备方法基本相同，不同之处在于：所选用的萃取剂为二氯乙烷。具体步骤如下：
1)将12kg特性粘度为28dL/g的UHMWPE粉末置于加料釜内，并在加料釜中加入138kg十氢化萘混合后，经螺杆挤出机溶胀(130℃加热4min)、溶解(185℃加热4min)和熟化(190℃加热1min)制备纺丝原液；其中，纺丝原液的浓度为6wt％；
2)采用凝胶纺丝工艺将步骤1)中制得的纺丝原液纺丝成凝胶原丝，具体步骤如下：
将纺丝原液经孔数为200F的喷丝孔纺出，并进入长8m的密封萃取浴槽内，密封萃取浴槽中充满逆向流动的二氯乙烷蒸汽，二氯乙烷蒸汽的温度为140℃，流量为500m3/h，在整个萃取浴槽行程中，凝胶原丝经喷头拉伸4倍得到凝胶UHMWPE原丝；
3)将步骤2)中制得的凝胶原丝先干燥去除萃取剂，然后置于151℃的烘箱中进行超倍热拉伸，制得到纤度为110dtex的UHMWPE纤维；其中，超倍热拉伸的总拉伸倍数为6.5倍。
对比例1
本对比例与实施例1的制备方法基本相同，不同之处在于：将氦气替换为氮气。具体步骤如下：
1)将8kg特性粘度为32dL/g的UHMWPE粉末置于加料釜内，并在加料釜中加入125.3kg十氢化萘混合后，经螺杆挤出机溶胀(130℃加热4min)、溶解(185℃加热4min)和熟化(190℃加热1min)制备纺丝原液；其中，纺丝原液的浓度为6wt％；
2)采用凝胶纺丝工艺将步骤1)中制得的纺丝原液纺丝成凝胶原丝，具体步骤如下：
将纺丝原液经孔数为200F的喷丝孔纺出，并进入10m长的甬道内。甬道中充满逆向流动的氮气，氦气的温度为140℃，风量为800m3/h，风压为4kPa。在整个甬道行程中，凝胶原丝经甬道喷头拉伸4倍得到凝胶UHMWPE原丝；
3)将步骤2)中制得的凝胶原丝置于151℃的烘箱中进行超倍热拉伸，制得到纤度为110dtex的UHMWPE纤维；其中，超倍热拉伸的总拉伸倍数为6.5倍。
对比例2
本对比例与实施例4的制备方法基本相同，不同之处在于：采用水却替换二甲苯。具体步骤如下：
1)将12kg特性粘度为28dL/g的UHMWPE粉末置于加料釜内，并在加料釜中加入138kg十氢化萘混合后，经螺杆挤出机溶胀(130℃加热4min)、溶解(185℃加热4min)和熟化(190℃加热1min)制备纺丝原液；其中，纺丝原液的浓度为6wt％；
2)采用凝胶纺丝工艺将步骤1)中制得的纺丝原液纺丝成凝胶原丝，具体步骤如下：
将纺丝原液经孔数为200F的喷丝孔纺出，并经5cm长的空气隙进行冷却水槽，冷却后凝胶原丝经萃取、干燥工艺后形成凝胶UHMWPE原丝；在萃取过程中凝胶原丝经过4倍的预拉伸；
3)将步骤2)中制得的UHMWPE原丝置于151℃的烘箱中进行超倍热拉伸，制得到纤度为110dtex的UHMWPE纤维；其中，超倍热拉伸的总拉伸倍数为6.5倍。
实验例1
采用16锭编织机将16股实施例1中制得的UHMWPE纤维编织成长条状构件(缝合线)。在该构件约一半长度处打一个简易的结后进行性能测试。
实验例2
采用16锭编织机将8股实施例2中制得的UHMWPE纤维编织成长条状构件(缝合线)。在该构件约一半长度处打一个简易的结后进行性能测试。
实验例3
采用16锭编织机将16股实施例3中制得的UHMWPE纤维编织成长条状构件(缝合线)。在该构件约一半长度处打一个简易的结后进行性能测试。
实验例4
采用16锭编织机将16股实施例4中制得的UHMWPE纤维编织成长条状构件(缝合线)。在该构件约一半长度处打一个简易的结后进行性能测试。
实验例5
采用16锭编织机将16股实施例5中制得的UHMWPE纤维编织成长条状构件(缝合线)。在该构件约一半长度处打一个简易的结后进行性能测试。
实验例6
采用16锭编织机将8股实施例6中制得的UHMWPE纤维编织成长条状构件(缝合线)。在该构件约一半长度处打一个简易的结后进行性能测试。
对比例3
以16根市售110dtex纤维作对比，并将其在16锭编织机上编织长条状构件(缝合线)后进行性能测试。
对比例4
以8根市售110dtex纤维作对比，并将其在16锭编织机上编织长条状构件(缝合线)后进行性能测试。
对比例5
以16根市售55dtex纤维作对比，并将其在16锭编织机上编织长条状构件(缝合线)后进行性能测试。
对比例6
以市售FiberWire手术缝合线作对比，其纤度为2712dtex，由核以及围绕核的编织覆盖层组成，其中核由3根Spectra 2000纤度为144dtex的UHMWPE纱线组成，编织覆盖层含有8根纤度为165dtex的Spectra纱线和8根纤度为120dtex的聚酯纱线。
对比例7
采用16锭编织机将16股对比例1中制得的UHMWPE纤维编织成长条状构件(缝合线)。在该构件约一半长度处打一个简易的结后进行性能测试。
对比例8
采用16锭编织机将16股对比例2中制得的UHMWPE纤维编织成长条状构件(缝合线)。在该构件约一半长度处打一个简易的结后进行性能测试。
性能测试
力学性能：按照ASTM D885M的规定，使用名义标定长度为500mm的UHMWPE纤维、50％/min的十字头速度和Frbre Grip D5618C型号的Instron 2714夹具来定义和测定复丝纱线的拉伸强度(或强度)、拉伸模量(或模量)和断裂伸长率。在测量的应力-应变曲线的基础上，确定模量为0.3％～1％应变的斜率。将所测量的拉力值除以纤度，该纤度通过称重10m长的UHMWPE纤维来确定。
打结后UHMWPE纤维、长条状构件以及纤维制品的强度在具有Instron1497K夹具的Zwick 1425装置上来测定。
纤维密度均匀度：使用切片的方法，从待测纤维中，随机切取长约0.2mm～0.3mm的一段纤维。将纤维放入密度梯度在0.8g/cm3～1.0g/cm3的密度梯度管中浸泡6h以上。读数并计算密度梯度管中纤维的密度。该组样品的平均密度按照下式进行计算：
其中，n是测量的纤维总数，通常n＝10～20，ρi是第i段纤维的密度。
密度均匀度＝(标准差SD)/平均值×100％。
UHMWPE纤维的测试结果如表1所示：
表1
长条状构件(缝合线)的性能测试结果如表2所示：
表2
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准，说明书可用于解释权利要求的范围。

Claims (13)

1.一种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纤维的密度均匀度＜1.5％，打结强度≥2N/tex，打结强度比率≥50％，打结强度波动度≤4％。
2.如权利要求1所述的超高分子量聚乙烯纤维，其特征在于，所述密度均匀度＜1％，所述打结强度≥2.2N/tex，所述打结强度比率≥70％，所述打结强度波动度≤3％。
3.如权利要求1或2所述的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纤维的纤度为5dtex～200dtex。
4.一种如权利要求1～3任一项所述的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：
将超高分子量聚乙烯溶于溶剂中，制备纺丝原液；
将所述纺丝原液经喷丝孔挤出，冷却，制备凝胶原丝，所述冷却所采用的方法包括热风干燥或凝固浴萃取，所述热风干燥的加热介质为惰性气体；以及
对所述凝胶原丝进行超倍热拉伸。
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述热风干燥的条件包括：温度为140℃～155℃，热风进口处的风量为500m3/h～1000m3/h，风压为4kPa～5kPa；
可选地，所述惰性气体包括氦气、氩气、氖气、氪气及氙气中的一种或多种。
6.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述凝固浴萃取的温度为140℃～155℃，所采用的萃取剂包括四氯化碳、二氯乙烷、二甲苯及正己烷中的一种或多种。
7.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述纺丝原液的浓度为2wt％～20wt％。
8.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂包括十氢化萘、四氢化萘及煤油中的一种或多种。
9.如权利要求4～8任一项所述的制备方法，其特征在于，所述超倍热拉伸的总倍数为2～50倍，温度为140℃～155℃。
10.一种医用纤维织物，其特征在于，包括权利要求1～3任一项所述的超高分子量聚乙烯纤维。
11.如权利要求10所述的医用纤维织物，其特征在于，所述医用纤维织物的打结强度≥2.5N/tex，打结强度比率≥55％，打结强度波动度≤6％；
优选地，所述打结强度≥3.5N/tex，所述打结强度比率≥60％，所述打结强度波动度≤5％。
12.如权利要求10或11所述的医用纤维织物，其特征在于，所述医用纤维织物包含多股纤维，其中，所述纤维为超高分子量聚乙烯纤维；或者
所述纤维包括所述超高分子量聚乙烯纤维和其他纤维，所述其他纤维包括聚烯烃纤维、半芳香族聚酯纤维及脂肪族聚酯纤维中的一种或多种。
13.如权利要求10或11所述的医用纤维织物，其特征在于，所述医用纤维织物包括医用缝合线。
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