[發(fā)明專利]一種高強(qiáng)聚乙烯纖維凍膠紡絲體系預(yù)處理方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910244186.8
• 申請(qǐng)日: 2019-03-28
• 公開（公告）號(hào): CN109943900A
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳宏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江千禧龍纖特種纖維股份有限公司
• 主分類號(hào): D01F6/46
• 分類號(hào): D01F6/46;D01F1/10
• 代理公司: 杭州豐禾專利事務(wù)所有限公司 33214
• 代理人: 王靜

本發(fā)明提供一種高強(qiáng)聚乙烯纖維凍膠紡絲體系預(yù)處理方法，該方法包括如下步驟：該方法包括如下步驟：步驟1)將超高分子量聚乙烯粉末放置在真空腔室內(nèi)，保持真空腔室內(nèi)的壓力和溫度以脫除超高分子量聚乙烯粉末表面；步驟2)然后注入紡絲溶劑至真空腔室內(nèi)的超高分子量聚乙烯粉末，以使溶劑在真空條件的作用下對(duì)超高分子量聚乙烯的浸潤；提高該紡絲體系溶解均一性，縮短預(yù)溶脹時(shí)間，有利于超高分子量聚乙烯分子鏈解纏解，制得超高分子量聚乙烯纖維具有高強(qiáng)度，同時(shí)其纖度具有低變異系數(shù)，對(duì)超高分子量聚乙烯纖維及制品在高強(qiáng)度和高纖度均勻性領(lǐng)域中具有重要意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)聚乙烯纖維凍膠紡絲體系預(yù)處理方法，屬于高分子化合物的合成加工領(lǐng)域。

背景技術(shù)

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纖維具有優(yōu)異的力學(xué)性能、耐候性、耐磨性、良好的生物相容性及比水密度小等特點(diǎn)，從而被廣泛應(yīng)用于國防軍事、航海航天、體育運(yùn)動(dòng)、生物醫(yī)療等領(lǐng)域。但在超高分子量聚乙烯纖維制造過程中，由于超高分子量聚乙烯粉末表面存在微量水，阻礙了溶劑對(duì)樹脂的浸潤和溶解(尤其是對(duì)于高濃紡絲液)，使得纖維纖度、力學(xué)強(qiáng)度和彈性模量變異系數(shù)大，使超高分子量聚乙烯纖維制品性能不穩(wěn)定，影響制品在實(shí)際中的使用。

中國發(fā)明專利CN101153079A公開了一種紡絲用超高分子量聚乙烯的預(yù)處理方法。該方法按配比利用復(fù)合溶劑在50～150℃對(duì)超高分子量聚乙烯進(jìn)行溶解，然后采用第二溶劑進(jìn)行清洗過濾，然后制成紡絲用超高分子量聚乙烯。該方法預(yù)處理后的超高分子量聚乙烯，其分子量分布變窄。再利用凍膠紡絲制得超高分子量聚乙烯纖維，該纖維具有高強(qiáng)度、模量和抗蠕變性能。但在實(shí)際制造過程中，會(huì)增大對(duì)溶劑的消耗，增大對(duì)環(huán)境的污染。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種高強(qiáng)聚乙烯纖維凍膠紡絲體系預(yù)處理方法，該方法包括如下步驟：該方法包括如下步驟：步驟1)將超高分子量聚乙烯粉末放置在真空腔室內(nèi)，保持真空腔室內(nèi)的壓力和溫度以脫除超高分子量聚乙烯粉末表面；步驟2)然后注入紡絲溶劑至真空腔室內(nèi)的超高分子量聚乙烯粉末，以使溶劑在真空條件的作用下對(duì)超高分子量聚乙烯的浸潤。

本發(fā)明基于水沸點(diǎn)會(huì)隨壓力降低而降低，該方法利用低壓真空并加熱將超高分子量聚乙烯粉末表面吸附水進(jìn)行脫除，此外注入一定溫度的溶劑，使溶劑在低壓真空作用下，通過超高分子量聚乙烯粉末間微纖或微孔對(duì)粉末實(shí)現(xiàn)對(duì)樹脂的浸潤。

本發(fā)明通過提供的預(yù)處理方法，可提高該紡絲體系溶解均一性，縮短預(yù)溶脹時(shí)間，有利于超高分子量聚乙烯分子鏈解纏解，制得超高分子量聚乙烯纖維具有高強(qiáng)度，同時(shí)其纖度具有低變異系數(shù)，對(duì)超高分子量聚乙烯纖維及制品在高強(qiáng)度和高纖度均勻性領(lǐng)域中具有重要意義。

在一些實(shí)施方式中，所述紡絲溶劑添加有抗氧劑，優(yōu)選地，所述抗氧劑選自酚類抗氧劑或亞磷酸抗氧劑；更優(yōu)選地，所述的酚類抗氧劑選自四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯和/或β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯，所述的亞磷酸抗氧劑為三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯。

在一些實(shí)施方式中，所述真空腔室的壓力為0.001～0.06Mpa，溫度為50～90℃。

在一些實(shí)施方式中，所述步驟1)中的超高分子量聚乙烯分子量為0.5×106～10×106。

在一些實(shí)施方式中，所述步驟1)中超高分子量聚乙烯粉末在真空腔室內(nèi)保溫保壓時(shí)間2～16h。

在一些實(shí)施方式中，所述步驟2)中溶劑為十氫萘、白油、聚丁二烯、松節(jié)油、環(huán)己烷中的一種或多種。

在一些實(shí)施方式中，所述步驟2)中溶劑的溫度為60～120℃。

在一些實(shí)施方式中，所述步驟2)中保溫時(shí)間為0.1～4小時(shí)。