冻胶纺UHMWPE/UHMWPP复合纤维的制备与表征

【摘要】： 超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维具有独特的综合性能,产品广泛应用于军事防护、海洋工程等领域。然而UHMWPE纤维在应力作用下容易产生蠕变、耐热性差、加工性差等缺陷,极大地限制了其应用领域。 由于超高分子量聚丙烯(UHMWPP)与UHMWPE均属柔性链高分子,结构简单、极性相似、溶度参数相近、密度相近,并且聚丙烯还有耐蠕变性能优越、使用温度更高以及粘结性好等优点,因此用UHMWPP对UHMWPE进行改性,可以使其具有更为优异的综合性能。 本课题中,采用冻胶纺丝的方法制备了UHMWPE/UHMWPP复合纤维,然后对制备的复合纤维进行了一系列表征与分析,结果表明: 1.流变测试结果表明,UHMWPP可以使UHMWPE冻胶体系的粘度降低,有利于UHMWPE的加工性能改善;180℃,UHMWPP添加量为5wt%的冻胶体系具有最好的流变性能,其体系较空白UHMWPE体系具有较低的表观粘度、结构粘度指数和较高的非牛顿指数。 2.由UHMWPE/UHMWPP冻胶萃取丝的SEM结构形态表征可以看出,UHMWPE冻胶萃取丝典型的“丝瓜筋结构”,在添加了5wt%的UHMWPP后变为“竹子”结构,而添加量为10wt%时,冻胶萃取丝则显示出“面条”结构。 3.由UHMWPE/UHMWPP复合纤维的DSC、WAXD测试结果表明,超高分子量聚丙烯的加入降低了UHMWPE基体的结晶性能。 4.由UHMWPE/UHMWPP复合纤维的力学性能测试结果显示,UHMWPP的加入提高了UHMWPE纤维的耐蠕变和耐热性能。