[发明专利]一种环境友好的高强度复合化纤纤维的制备工艺

说明书

本发明公开了一种环境友好的高强度复合化纤纤维的制备工艺，将超高量聚乙烯、成核剂、润滑剂在溶剂1中混合，得到溶胀混合物A，将线性低密度聚乙烯、植物纤维、光敏剂与溶剂2混合均匀，得到混合物B，最后将溶胀混合物A和混合物B在双螺杆挤出机中进行高温共混熔融，通过喷丝、热拉伸等工艺，得到所述纤维。本发明制备得到的化纤纤维通过超高分子量聚乙烯和低密度线性聚乙烯的配比，提高了纺丝过程纺丝液的熔融流动效果，提高了纺丝液的可加工性，并且本申请制备得到的纤维，还具有优异的力学强度和良好的可降解能力，符合环保要求。

技术领域

本发明属于D01F6/46技术领域，具体涉及一种环境友好的高强度复合化纤纤维的制备工艺。

背景技术

聚乙烯纤维具有质轻、力学强度高、绝缘性好等优势，在纺织业、渔农业、建造业甚至是航空航天业都有着极大的发展前景。然而聚乙烯材质的物品在自然环境中难以降解，存在时间甚至可达几十年。聚乙烯材质在做成聚乙烯纤维时，较差的加工性能、较低的拉伸强度、较低的抗冲击强度也限制了聚乙烯纤维的进一步应用。中国专利CN101956238B公开一种拉伸强度高、力学性能好的超高分子量聚乙烯纤维及其制备方法，中国专利CN110318116A公开了一种采用加工性改善、力学效果优异的超高分子量聚乙烯纤维及其制备方法，但是这些专利制备得到的聚乙烯纤维只是关注了如何提高力学性能和加工性能，制备得到的聚乙烯纤维的降解能力很差。

基于此，本发明提出了一种环境友好的高强度复合化纤纤维的制备工艺。

发明内容

本发明提出了一种环境友好的高强度复合化纤纤维的制备工艺，包括以下步骤：

S1.将超高分子量聚乙烯、成核剂、润滑剂与溶剂1在100-140℃下混合均匀，得到溶胀混合物A；

S2.将线性低密度聚乙烯、植物纤维材料、光敏剂与溶剂2混合均匀，得到混合物B；

S3.将混合物A和混合物B在双螺杆挤出机中进行高温共混熔融，后通过喷丝，得到纤维丝，再经过热拉伸，得到所述纤维。

在一种优选的实施方式中，所述溶胀混合物A中超高分子量聚乙烯的含量为6.5-10wt％。更优选的，所述溶胀混合物A中超高分子量聚乙烯的含量为7-8wt％。

在一种优选的实施方式中，所述混合物B中线性低密度聚乙烯的含量为20-25wt％，更优选的，所述混合物B中线性低密度聚乙烯的含量为20-23wt％。

在一种优选的实施方式中，所述溶胀混合物A和混合物B的质量比为(2.5-5)：1，更优选的，所述溶胀混合物A和混合物B的质量比为3：1。

超高分子量聚乙烯与线性低密度聚乙烯因为分子量差异大，导致两者之间混合后容易出现两相结构，降低混合后得到的聚乙烯纤维的力学强度。申请人意外发现，超高分子量聚乙烯混合物中超高分子量聚乙烯的含量6.5-10wt％、线性低密度聚乙烯混合物中聚乙烯含量为20-25wt％、且超高分子量聚乙烯混合物和线性低密度聚乙烯混合物的质量比为3:1时，共混后，超高分子量聚乙烯和线性低密度聚乙烯两相分离现象得到改善，混合均匀性和相容性提高。

申请人推测可能的原因是，6.5-10wt％溶度的超高分子量聚乙烯折叠和团聚的分子链段舒张，在与线性低密度聚乙烯的混合过程中，舒张的长分子链可以与线性低密度聚乙烯的短分子链缠结，特别是当线性低密度聚乙烯混合物中聚乙烯含量为20-25wt％，溶胀混合物A和混合物B的质量比为3：1时，两物质的混合均匀性和相容性最佳，并且由于分子链舒张，降低了超高分子量聚乙烯和线性低密度聚乙烯的结晶度，降低了两物质各自结晶现象，进一步提高了相容性，也改善了加工性能。

在一种优选的实施方式中，所述促结晶剂为木质素、聚乳酸、聚己内酯、聚甲基乙撑碳酸酯中的至少一种。优选的，所述促结晶剂为木质素。