[發明專利]聚烯烴纖維

在審

• 申請號: 201280057331.8
• 申請日: 2012-11-21
• 公開（公告）號: CN104040049A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 馬丁·皮耶特·瓦拉斯布魯姆;彼得·吉斯曼
• 申請（專利權）人: 帝斯曼知識產權資產管理有限公司
• 主分類號: D01F1/10
• 分類號: D01F1/10;D01F6/04;D01F8/06
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 肖善強

技術領域

本發明涉及一種具有合適的穩定性(尤其是令人滿意的UV穩定性和/或生物穩定性)的凝膠紡絲的聚烯烴(PO)纖維，涉及其在諸如繩索、釣魚線和網、醫療器械中的用途，以及用于制備該纖維的方法。

背景技術

凝膠紡絲的PO纖維，特別是凝膠紡絲的高性能聚乙烯(HPPE)纖維，通常被認為被認為是在各種環境中相對穩定的，尤其是暴露于UV光時。然而，在某些情況下，凝膠紡絲的PO纖維表現出韌性損失，這可能會導致使用期限的減少。當這種纖維被用于繩索、釣魚線或漁網、建筑結構、或在航運和航空中使用的限位件(restraints)、貨網和帶時特別會出現這些情況。

同樣，在醫療器械中使用凝膠紡絲的PO纖維時，活組織、特別是人體可能代表一個惡劣的環境，這對于長期應用來說可能導致纖維的性能損失。Matsumori等(Clinical?Biomechanics25(2):173-176,2010)示出了，例如在兔子中肌肉植入一年之后，聚乙烯纖維基的縫線的拉伸強度有70％的降低。

從EP0?343?863中已知一種用于穩定凝膠紡絲的PO纖維的方法，其中EP0?343?863公開了通過使包含特定比例的超高分子量聚烯烴(UHMWPO)、稀釋劑和酚類穩定劑的組合物紡絲來制備纖維的方法。雖然未通過任何實驗數據證實，根據該文獻，其中所制備的凝膠紡絲UHMWPO纖維在成型期間具有優異的熱穩定性和長期的熱穩定性。除酚類穩定劑外，用于紡制所述纖維的組合物也可以包含有機亞磷酸酯穩定劑、有機硫醚類穩定劑、受阻胺穩定劑和/或高級脂肪酸的金屬鹽。EP0?343?863中公開的用于制備所述凝膠紡絲UHMWPO纖維的方法是這樣一種方法，其中包含一種或更多種上述穩定劑和UHMWPO用的合適稀釋劑的UHMWPO的溶液通過噴絲頭紡絲，得到UHMWPO絲線，隨后對所述絲線進行提取，其中在第二稀釋劑的幫助下提取所述稀釋劑。

然而，觀察到，雖然用于制造纖維的組合物包含相對高量的穩定劑(例如，基于100重量份的UHMWPO總量，介于0.005到5重量份之間)，在進行EP0?343?863中公開的方法之后，纖維中留下的穩定劑的量顯著降低。在大多數情況下，觀察到，殘留在凝膠紡絲UHMWPO纖維中的穩定劑的量是如此之低，所述纖維顯示出很小的穩定性(如果有穩定性的話)。

因此，需要一種凝膠紡絲PO纖維，其被最佳地穩定化。因此，本發明的目的可以是提供這樣的纖維及其制備方法，以及含有其的產品。

發明概述

本發明提供了一種包含形成纖維體的聚烯烴聚合物的凝膠紡絲纖維，其中穩定劑存在于所述纖維體內，其特征在于，基于100重量份的形成所述纖維體的聚烯烴聚合物的量，所述穩定劑的量為0.05到10重量份。

據本發明人所知，迄今為止從未生產過根據本發明的凝膠紡絲PO纖維。雖然以前報道過已知的含有穩定劑的凝膠紡絲PO纖維，但其內部存在的穩定劑的量過低而無效，尤其是在延長的時間周期內。特別地，本發明人第一次注意到，雖然使用含有大量穩定劑的紡絲溶液，在凝膠紡絲工藝結束時，極少有穩定劑保留在所得到的凝膠紡絲纖維中。

還已經令人驚奇地發現，通過本發明有效地使穩定劑(尤其是UV穩定劑)摻入纖維體中。此外，所述穩定劑最佳地保護纖維防止其降解，尤其是UV光降解，同時對機械性能(例如其拉伸強度)具有可接受的影響。

在本發明的上下文中，“纖維”被理解為不定長度的細長體，其長度尺寸遠遠大于橫向尺寸(例如寬度和厚度)。術語“纖維”還可以包括單絲、絲帶、條或帶等，并且也可以具有規則或不規則的橫截面。纖維可以具有連續的長度(在本領域中被稱為絲線)或不連續的長度(在本領域中被稱為短切纖維)。根據本發明的“紗線”是包含多根纖維的細長體。

“凝膠紡絲纖維”在本文中被理解通過對包含聚合物和用于所述聚合物的溶劑的溶液進行紡絲而制成的纖維。溶液的紡絲可以通過含有一個或多個紡絲孔的噴絲板擠出所述溶液而進行。除非另有說明，術語“纖維”和“凝膠紡絲纖維”可互換使用，以描述本發明。特別優選的是這樣的凝膠紡絲纖維，其由含有聚烯烴和可以從纖維中通過蒸發被提取或去除的用于聚烯烴的溶劑(例如環烷烴，如十氫化萘、四氫化萘或甲基環己烷)紡絲。觀察到，對于這樣的纖維，實現穩定劑的更優化的摻入。