1.一种高界面粘附性超高分子量聚乙烯纤维的制备方法,其特征在于,包括:(1)使超高分子量聚乙烯树脂与溶剂混合均匀,得到混合溶液,之后经双螺杆挤出设备挤出,再进行纺丝处理,制得超高分子量聚乙烯冻胶原丝;
(2)将步骤(1)所获超高分子量聚乙烯冻胶原丝依次浸置于极性混合液、非极性混合液和极性溶液中,制得表面改性的超高分子量聚乙烯冻胶原丝;
(3)对步骤(2)所获表面改性的超高分子量聚乙烯冻胶原丝进行萃取、干燥、多级热牵伸处理,得到高界面粘附性超高分子量聚乙烯纤维。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(1)中,所述超高分子量聚乙烯树脂的重均分子量为1000000~4000000g/mol,平均粒径为5~30μm;优选的,所述超高分子量聚乙烯树脂的重均分子量为2000000~4000000g/mol,平均粒径为10~20μm。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(1)中,所述溶剂为室温下呈液态的碳氢化合物;优选的,所述溶剂包括氢化萘或烷烃类溶剂;更优选的,所述溶剂包括四氢化萘、十氢化萘、煤油、石蜡油中的任意一种或两种以上的组合;
和/或,所述混合溶液中超高分子量聚乙烯树脂的含量为3~15wt%,优选为3~
10wt%。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(2)中,所述极性混合液为包含极性单体、二乙烯基苯和极性溶剂的混合溶液,优选的,所述极性单体包括乙酸乙烯酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯中的任意一种或两种以上的组合,优选的,所述二乙烯基苯包括邻二乙烯基苯、间二乙烯基苯、对二乙烯基苯中的任意一种或两种以上的组合,优选的,所述极性溶剂包括甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、二氧六环、四氢呋喃中的任意一种或两种以上的组合,优选的,所述极性混合液包括按照质量百分比计算的:10~
20wt%极性单体、5~15wt%二乙烯基苯和65~85wt%极性溶剂;
和/或,所述超高分子量聚乙烯冻胶原丝于极性混合液中浸置的时间为5~60min,浸置温度为20~60℃,优选的,所述浸置的时间为5~40min,浸置温度为30~60℃。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(2)中,所述非极性混合液为包含引发剂和非极性溶剂的混合溶液,优选的,所述引发剂包括过氧化二苯甲酰和/或偶氮二异丁腈,所述非极性溶剂包括己烷、庚烷、甲苯和溶剂汽油中的任意一种或两种以上的组合,优选的,所述非极性混合液包括按照质量百分比计算的:1~10wt%引发剂和90~99wt%非极性溶剂;
和/或,经所述极性混合液浸置后的超高分子量聚乙烯冻胶原丝于非极性混合液中的浸置的时间为2~40min,浸置温度为60~90℃,优选的,所述浸置的时间为2~30min,浸置温度为60~80℃。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(2)中,所述极性溶液包括甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、二氧六环、四氢呋喃中的任意一种或两种以上的组合;
和/或,经所述极性混合液、非极性混合液浸置后的超高分子量聚乙烯冻胶原丝于极性溶液中浸置的时间为2~30min,浸置温度为20~50℃,优选的,所述浸置的时间为5~
30min,浸置温度为30~50℃。
7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(3)中,所述萃取采用的萃取剂为易挥发的低级烷烃和/或卤代烃,优选的,所述萃取剂包括己烷、庚烷、甲苯、一氯甲烷、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳和溶剂汽油中的任意一种或两种以上的组合;
和/或,所述萃取的时间为5~60min,萃取温度为30~80℃,优选的,所述萃取的时间为
5~40min,萃取温度为30~60℃;
和/或,所述多级牵伸处理采用的牵伸温度为90℃~150℃,时间1~10min,牵伸倍数为
40~100倍。
8.由权利要求1‑7中任一项所述方法制备的高界面粘附性超高分子量聚乙烯纤维。
9.根据权利要求8所述的高界面粘附性超高分子量聚乙烯纤维,其特征在于:所述高界3
面粘附性超高分子量聚乙烯纤维的密度为0.95~0.98g/cm ,强度为20~40cN/dtex,断裂伸长率为8~15%,纤维表面与水的接触角为60~90°;和/或,所述高界面粘附性超高分子‑1 ‑1
量聚乙烯纤维的红外测试图谱中位于1600‑1450cm 处的特征峰面积与3000‑2800cm 处的特征峰峰面积比值为1∶200‑1∶1000;和/或,所述高界面粘附性超高分子量聚乙烯纤维的环氧树脂包埋测试单丝拔出力为12~35cN,环氧树脂/高界面粘附性超高分子量聚乙烯纤维复合材料的界面剪切强度5~25MPa,且超声2小时以后,单丝拔出力和界面剪切强度保持率高于98%;和/或,所述高界面粘附性超高分子量聚乙烯纤维在70℃下经受1000MPa拉力30分钟后蠕变低于5%。
10.根据权利要求8所述的高界面粘附性超高分子量聚乙烯纤维,其特征在于:所述高界面粘附性超高分子量聚乙烯纤维的截面形状包括圆形,优选的,所述高界面粘附性超高分子量聚乙烯纤维圆形截面中心区域的氧元素含量低于0.1wt%,纤维截面边缘的氧元素含量为0.1~10wt%。