超高分子量聚乙烯／低密度聚乙烯共混纖維制備研究.pdf

1、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纖維作為世界三大高性能纖維之一，因?yàn)榫哂械兔芏?、高?qiáng)度、高模量的特點(diǎn)在許多領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用，但高昂的成本價(jià)格限制了其在民用中高強(qiáng)纖維領(lǐng)域的發(fā)展。為此我們考慮用低分子量聚乙烯(LMWPE)與UHMWPE共混制備低成本UHMWPE共混中高強(qiáng)纖維。
　　以十氫萘和白油為溶劑制備了UHMWPE/LMWPE共混凝膠材料，對(duì)其拉伸性能進(jìn)行了研究，結(jié)果表明同樣拉伸倍數(shù)下，UHMWPE/低密度聚乙烯(LDPE)

2、共混凝膠材料的拉伸強(qiáng)度，斷裂伸長(zhǎng)率和楊氏模量是三種共混凝膠材料中最優(yōu)的，增大拉伸倍數(shù)可以有效提高共混凝膠絲的拉伸強(qiáng)度，當(dāng)LDPE添加量為50％，拉伸125倍后共混凝膠絲的拉伸強(qiáng)度可達(dá)1.2GPa，確定以UHMWPE/LDPE=5∶5的共混凝膠來制備纖維。
　　利用旋轉(zhuǎn)流變儀，對(duì)UHMWPE/LDPE共混凝膠紡絲原液的穩(wěn)態(tài)和振蕩流變性能進(jìn)行了測(cè)試。穩(wěn)態(tài)測(cè)試的結(jié)果表明:在UHMWPE濃度不變的前提下，LDPE的加入可以降低UHMWPE

3、凝膠的表觀粘度;在凝膠紡絲剪切速率范圍內(nèi)，共混凝膠在150℃下達(dá)到解纏平衡;150℃下，10％固含量的UHMWPE/LDPE共混凝膠的結(jié)構(gòu)粘度指數(shù)較低，取向結(jié)構(gòu)可以穩(wěn)定并易于保持，適于紡絲。振蕩測(cè)試的結(jié)果表明:剪切頻率增大，溫度降低，凝膠的線性粘彈區(qū)范圍縮小;UHMWPE和共混凝膠的sol-gel轉(zhuǎn)變分別在110℃和120℃發(fā)生，其儲(chǔ)能模量和損耗模量均隨振蕩頻率的升高而增大，粘彈轉(zhuǎn)變點(diǎn)隨溫度升高而移向高頻，在150℃時(shí)近似相等;110℃

4、時(shí)，兩種凝膠均發(fā)生相分離，高于130℃時(shí)，共混凝膠更為穩(wěn)定;測(cè)試范圍內(nèi)，兩種凝膠的松弛時(shí)間接近且隨剪切頻率的增大而減小。確定了選擇10％固含量的共混凝膠在150℃下進(jìn)行紡絲。
　　以工業(yè)白油為溶劑，在150℃下，選用UHMWPE/LDPE=5∶5，固含量為10％的共混凝膠，經(jīng)過擠出，萃取，干燥和多級(jí)熱拉伸制備了直徑在30μm，強(qiáng)度達(dá)1.25GPa的低成本UHMWPE/LDPE共混中高強(qiáng)纖維。對(duì)不同處理?xiàng)l件下共混纖維進(jìn)行了POM，S