高浓度冻胶纺UHMWPE纤维的制备与表征
超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维具有优良的综合性能，产品广泛应用于军事防护、航天工程、海洋工程等领域。超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维的主要制备方法之一是冻胶湿法纺丝，在它的萃取工艺中，UHMWPE冻胶的溶剂含量高，需要的萃取剂用量大，导致萃取成本高，生产效率不高，能源消耗大，不利于发展低碳经济。
本课题中，采用高浓度冻胶纺的方法，制备固含量分别为18％、26％和34％的UHMWPE冻胶纺丝原料，并对不同制备工艺进行了比较;同时对不同浓度的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)冻胶纤维的萃取工艺进行研究，探索最佳萃取工艺;并采用差式扫描量热仪(DSC)，力学性能测试等手段对纤维的结晶，力学性能进行测试和表征，结果表明:
1、高浓度UHMWPE冻胶属于宾汉流体，不同浓度的UHMWPE冻胶非牛顿指数随温度的升高先增大后减小，结构粘度指数随UHMWPE冻胶的浓度和温度增高而减小。
2、通过在不同萃取条件下对不同固含量的冻胶原丝的研究，结果表明:不同浓度的UHMWPE冻胶原丝超声萃取平衡时间都在15min左右;不同浓度UHMWPE冻胶原丝最佳萃取温度都在60℃左右;固含量高的原丝在萃取工艺中会大大减少萃取剂的使用，固含量为34％的冻胶原丝的最佳浴比为20∶1。
3、由UHMWPE纤维的DSC、WAXD测试结果表明，固含量高的UHMWPE冻胶丝萃取后，结晶速率变快。
4、冻胶丝固含量的提高，有利于UHMWPE纤维的耐热性的改善，随着冻胶丝固含量的增加，UHMWPE纤维的耐热性也有不同程度的提高，分解温度Td也有提高。力学性能测试表明，固含量为26％的冻胶原丝萃取后所得的UHMWPE纤维在拉伸30倍后，断裂强度为22.1cN/dtex，杨氏模量为560.2cN/dtex，固含量为34％的冻胶原丝萃取后所得的UHMWPE纤维在拉伸30倍后，断裂强度为20.2cN/dtex，杨氏模量为530.5cN/dtex，可知高浓度冻胶纺能得到高强高模聚乙烯纤维。
超高分子量聚乙烯纤维;冻胶湿法纺丝;制备工艺;萃取方法;力学性能
东华大学
硕士
材料学
王依民
2011
中文
TQ340.646
70
2012-11-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）