【技術實現步驟摘要】
本專利技術設計超高分子量聚乙烯纖維的生產，具體涉及一種半互穿網絡結構抗蠕變超高分子量聚乙烯纖維及其制備方法。
技術介紹
1、超高分子量聚乙烯纖維作為三大高性能纖維之一，是目前發展最好的高性能纖維，隨著超高分子量聚乙烯纖維市場不斷的擴大，繩纜，深海養殖等領域對其抗蠕變性能也提出量更高的要求。由于聚乙烯分子鏈非常的規整，其沒有極性基團的相互作用，使得聚乙烯分子鏈容易發生滑移，這就導致量其天生的抗蠕變性能差。
2、目前已經公布的大多數提高超高分子量聚乙烯纖維抗蠕變性能的方法是通過改性接枝發生交聯反應，如公布號為cn202110668512.5公開了一種高抗蠕變超高分子量聚乙烯纖維及其制備方法，通過使用引發劑和光敏劑發生接枝反應，由于聚乙烯分子鏈上沒有活性基團，想要發生這種反應非常困難，采用高反應活性的引發劑或者光敏劑一般都會破壞聚乙烯分子鏈中的-c-c-碳鏈，這就使得超高分子量聚乙烯發生降解，影響它的強度和模量。有些使用紫外光和輻射的方法會加速超高分子量聚乙烯纖維的老化，大大降低量其使用壽命。
3、因此，研究一種有效方便的方法提高超高分子量聚乙烯纖維的抗蠕變性能具有十分重大的意義。
技術實現思路
1、針對上述問題，本專利技術提供了一種半互穿網絡結構抗蠕變超高分子量聚乙烯纖維及其制備方法，具體由以下技術方案實現：
2、一種半互穿網絡結構的抗蠕變超高分子量聚乙烯纖維的制備方法，包括如下步驟：s1采用濕法紡絲工藝制備多空隙的超高分子量聚乙烯預制纖維，空隙中留
3、所述的半互穿網絡結構的抗蠕變超高分子量聚乙烯纖維的制備方法，其進一步設計在于：步驟s1中首先制備超高分子量聚乙烯凍膠絲，而后對超高分子量聚乙烯凍膠絲進行不完全萃取，部分溶劑被萃取形成空隙，空隙率為5%-40%；殘留的溶劑支撐空隙，避免塌陷。
4、所述的半互穿網絡結構的抗蠕變超高分子量聚乙烯纖維的制備方法，其進一步設計在于：向白油溶劑中添加超高分子量聚乙烯粉末配制紡絲溶液，其中超高分子量聚乙烯質量占比為2%～7%，經雙螺桿擠出機制得所述的超高分子量聚乙烯凍膠絲。
5、所述的半互穿網絡結構的抗蠕變超高分子量聚乙烯纖維的制備方法，其進一步設計在于：用白油質量占比為0-30%的白油和萃取劑的混合液對所述的超高分子量聚乙烯凍膠絲進行萃取，實現所述的不完全萃取。
6、所述的半互穿網絡結構的抗蠕變超高分子量聚乙烯纖維的制備方法，其進一步設計在于：用白油質量占比為5-25%的白油和萃取劑的混合液對所述的超高分子量聚乙烯凍膠絲進行萃取，實現所述的不完全萃取。
7、所述的半互穿網絡結構的抗蠕變超高分子量聚乙烯纖維的制備方法，其進一步設計在于：所述的單體包括丁二烯、苯乙烯、丙烯酸甲酯、三烯丙基異氰脲酸酯中的一種或幾種；所述單體在其與催化劑、萃取劑形成的溶液中質量占比為0.5%-20%。
8、所述的半互穿網絡結構的抗蠕變超高分子量聚乙烯纖維的制備方法，其進一步設計在于：雙螺桿擠出機加熱溫度在250度-320度，停留時間在10min-25min。
9、所述的半互穿網絡結構的抗蠕變超高分子量聚乙烯纖維的制備方法，其進一步設計在于：步驟s2中所述催化劑為i2ticl2/alet2cl、briticl2/alet2cl、ticl3-alr3中的任意一種，催化劑在其與單體、萃取劑形成的混合液中質量占比為0.05%-5%。
10、所述的半互穿網絡結構的抗蠕變超高分子量聚乙烯纖維的制備方法，其進一步設計在于：步驟s4中加熱溫度在80℃-160℃。
11、半互穿網絡結構的抗蠕變超高分子量聚乙烯纖維，該抗蠕變超高分子量聚乙烯纖維中具有一種或多種單體發生自聚或者自交聯成型的網絡狀分布的聚合物，該聚合物形成纏結聚乙烯分子鏈的纏結點，使得該網絡狀分布的聚合物和聚乙烯分子鏈網絡形成半互穿網絡結構。
12、本專利技術的有益效果
13、通常相對于熔融紡工藝而言，濕法紡絲工藝中萃取操作形成的空隙是不利于強度的缺陷，本專利技術巧妙地利用這種空隙，引入單體并形成網絡狀分布的聚合物，該網絡狀分布的聚合物和聚乙烯分子鏈網絡形成半互穿網絡結構，從而使得纖維的抗蠕變性能大幅提升。相對于現有技術紫外線輻照或者利用引發劑去實現接枝效果，本專利技術能夠得到抗蠕變性能的同時保持纖維原有的高強度高模量的特征。
14、通過控制萃取進程或者用含有一定濕法工藝溶劑的萃取劑去實現不完全的萃取操作，形成空隙的同時又利用殘留的溶劑確?？障恫粫?，便于后續引入單體。
15、本專利技術通過低濃度制備的多空隙預制纖維，保證了超高分子量聚乙烯分子鏈的原有結構不被破壞，使纖維生產更加的穩定。
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1.一種半互穿網絡結構的抗蠕變超高分子量聚乙烯纖維的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：S1采用濕法紡絲工藝制備多空隙的超高分子量聚乙烯預制纖維，空隙中留有部分溶劑；S2將一種或多種單體以及催化劑溶解于萃取劑，利用萃取劑將所述超高分子量聚乙烯預制纖維中的溶劑萃取出的同時將單體以及催化劑引入空隙內；S3經過多級牽伸后獲得抗蠕變半成品絲；S4抗蠕變半成品絲經過高溫固化，一種或多種單體發生自聚或者自交聯成型的網絡狀分布的聚合物，該聚合物形成纏結聚乙烯分子鏈的纏結點，使得該網絡狀分布的聚合物和聚乙烯分子鏈網絡形成半互穿網絡結構，即制得所述的半互穿網絡結構的抗蠕變超高分子量聚乙烯纖維。
2.根據權利要求1所述的半互穿網絡結構的抗蠕變超高分子量聚乙烯纖維的制備方法，其特征在于：步驟S1中首先制備超高分子量聚乙烯凍膠絲，而后對超高分子量聚乙烯凍膠絲進行不完全萃取，部分溶劑被萃取形成空隙，空隙率為5%-40%；殘留的溶劑支撐空隙，避免塌陷。
3.根據權利要求2所述的半互穿網絡結構的抗蠕變超高分子量聚乙烯纖維的制備方法，其特征在于：向白油溶劑中添加超高分子量聚乙烯粉末配制紡
4.根據權利要求3所述的半互穿網絡結構的抗蠕變超高分子量聚乙烯纖維的制備方法，其特征在于：用白油質量占比為0-30%的白油和萃取劑的混合液對所述的超高分子量聚乙烯凍膠絲進行萃取，實現所述的不完全萃取。
5.根據權利要求3所述的半互穿網絡結構的抗蠕變超高分子量聚乙烯纖維的制備方法，其特征在于：用白油質量占比為5-25%的白油和萃取劑的混合液對所述的超高分子量聚乙烯凍膠絲進行萃取，實現所述的不完全萃取。
6.根據權利要求1-5任意一項所述的半互穿網絡結構的抗蠕變超高分子量聚乙烯纖維的制備方法，其特征在于，所述的單體包括丁二烯、苯乙烯、丙烯酸甲酯、三烯丙基異氰脲酸酯中的一種或幾種；所述單體在其與催化劑、萃取劑形成的溶液中質量占比為0.5%-20%。
7.根據權利要求3中所述的半互穿網絡結構的抗蠕變超高分子量聚乙烯纖維的制備方法，其特征在于，雙螺桿擠出機加熱溫度在250度-320度，停留時間在10min-25min。
8.根據權利要求1-5任意一項所述的半互穿網絡結構的抗蠕變超高分子量聚乙烯纖維的制備方法，其特征在于，步驟S2中所述催化劑為I2TiCl2/AlEt2Cl、BrITiCl2/AlEt2Cl、TiCl3-AlR3中的任意一種，催化劑在其與單體、萃取劑形成的混合液中質量占比為0.05%-5%。
9.根據權利要求1-5任意一項所述的半互穿網絡結構的抗蠕變超高分子量聚乙烯纖維的制備方法，其特征在于，步驟S4中加熱溫度在80℃-160℃。
10.半互穿網絡結構的抗蠕變超高分子量聚乙烯纖維，其特征在于，該抗蠕變超高分子量聚乙烯纖維中具有一種或多種單體發生自聚或者自交聯成型的網絡狀分布的聚合物，該聚合物形成纏結聚乙烯分子鏈的纏結點，使得該網絡狀分布的聚合物和聚乙烯分子鏈網絡形成半互穿網絡結構。
...【技術特征摘要】
1.一種半互穿網絡結構的抗蠕變超高分子量聚乙烯纖維的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：s1采用濕法紡絲工藝制備多空隙的超高分子量聚乙烯預制纖維，空隙中留有部分溶劑；s2將一種或多種單體以及催化劑溶解于萃取劑，利用萃取劑將所述超高分子量聚乙烯預制纖維中的溶劑萃取出的同時將單體以及催化劑引入空隙內；s3經過多級牽伸后獲得抗蠕變半成品絲；s4抗蠕變半成品絲經過高溫固化，一種或多種單體發生自聚或者自交聯成型的網絡狀分布的聚合物，該聚合物形成纏結聚乙烯分子鏈的纏結點，使得該網絡狀分布的聚合物和聚乙烯分子鏈網絡形成半互穿網絡結構，即制得所述的半互穿網絡結構的抗蠕變超高分子量聚乙烯纖維。
2.根據權利要求1所述的半互穿網絡結構的抗蠕變超高分子量聚乙烯纖維的制備方法，其特征在于：步驟s1中首先制備超高分子量聚乙烯凍膠絲，而后對超高分子量聚乙烯凍膠絲進行不完全萃取，部分溶劑被萃取形成空隙，空隙率為5%-40%；殘留的溶劑支撐空隙，避免塌陷。
3.根據權利要求2所述的半互穿網絡結構的抗蠕變超高分子量聚乙烯纖維的制備方法，其特征在于：向白油溶劑中添加超高分子量聚乙烯粉末配制紡絲溶液，其中超高分子量聚乙烯質量占比為2%～7%，經雙螺桿擠出機制得所述的超高分子量聚乙烯凍膠絲。
4.根據權利要求3所述的半互穿網絡結構的抗蠕變超高分子量聚乙烯纖維的制備方法，其特征在于：用白油質量占比為0-30%的白油和萃取劑的混合液對所述的超高分子量聚乙烯凍膠絲進行萃取，實現所述的不完全萃取。
5.根據權利要求3所述的...
【專利技術屬性】
技術研發人員：蔡衛，牛艷豐，周新基，朱建軍，陳俊明，錢小衛，趙振凱，
申請(專利權)人：九州星際科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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