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Uhmwpe纖維及其生產(chǎn)方法

文檔序號:1705269閱讀:500來源:國知局

專利名稱::Uhmwpe纖維及其生產(chǎn)方法UHMWPE纖維及其生產(chǎn)方法本發(fā)明涉及生產(chǎn)具有高抗張強度和提高的蠕變率的凝膠紡絲超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纖維的方法,還涉及由所述方法生產(chǎn)的凝膠紡絲UHMWPE纖維。所述方法生產(chǎn)的UHMWPE纖維可用于多種應用中,本發(fā)明具體涉及含有所述UHMWPE纖維的繩索、醫(yī)療設備、復合材料制品和防彈制品。生產(chǎn)具有高韌度和改進的蠕變率的凝膠紡絲UHMWPE纖維的方法例如從EPl,699,954中已知,所述方法包括步驟a)在溶劑中制備UHMWPE溶液,所述UHMWPE在135°C下具有至少5dl/g的特征粘度;b)將步驟a)的溶液通過具有多個噴孔的噴絲頭噴絲到空氣隙中,形成流體細絲;c)冷卻所述流體細絲,形成含有溶劑的凝膠細絲;和d)在拉伸固體細絲之前和/或期間,從所述凝膠細絲中至少部分去除溶劑形成固體細絲。獲得的UHMWPE纖維具有低至1XKT6SecT1的蠕變率(在70°C下600Mpa的負荷下測量)和高達4.IGpa的抗張強度。還已知可以用凝膠-紡絲方法實現(xiàn)UHMWPE纖維蠕變率的降低,所述方法中使用高度分支的UHMWPE,即具有比甲基分支更長的分支(例如乙基、丙基等等)的UHMWPE,或具有大量所述分支的UHMWPE,或其組合。然而,所述高度分支的聚乙烯削弱紡絲UHMWPE纖維的拉伸性能,因此生產(chǎn)了具有較差抗張性能的纖維。另一方面,已知通過使用更少分支的UHMWPE,即具有更線性構(gòu)型的聚乙烯(意味著少量分支或短分支,例如甲基分支)能夠生產(chǎn)具有改進的抗張性能的纖維。然而,這些纖維顯示差的蠕變性能。因此,因為蠕變和抗張性能不是一致變化的(concurrent)性能,所以對本領域技術人員而言,獲得具有低蠕變率以及高抗張強度的UHMWPE纖維無論如何也不是顯而易見的。因此,本發(fā)明的一個目的是滿足對下述UHMWPE纖維及其制備方法的需要,所述纖維具有高抗張強度和低蠕變率的組合,所述組合未被任何現(xiàn)存的UHMWPE纖維滿足。通過生產(chǎn)凝膠紡絲UHMWPE纖維的方法實現(xiàn)了本發(fā)明的目的,所述方法的特征是,UHMWPE纖維的特征是根據(jù)式1的相角(Phaseangle)差值至多為42°,所述式1為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>(1)其中5(1(1(11是角頻率O.OOlrad/sec時的相角,且δ100是角頻率lOOrad/sec時的相角,所述相角使用頻率掃頻動態(tài)流變學技術,在150°C下針對石蠟油中10%的UHMWPE溶液進行測量,前提條件是S·至多為18°。令人驚訝的是,發(fā)明人發(fā)現(xiàn),通過在本發(fā)明的凝膠-紡絲方法中使用如權(quán)利要求1所定義的具有Δδ=δα(ι(ι1-δ■差值的UHMWPE,獲得了新穎的UHMWPE纖維,其具有就發(fā)明人的知識而言迄今從未實現(xiàn)過的抗張強度和蠕變率的組合。還出人意料地觀察到,與應用于已知UHNWPE制成的纖維或現(xiàn)有技術中報道的纖維的相比,在本發(fā)明的方法中有可能對噴絲纖維應用更高的總體拉伸比(DR,_)而不發(fā)生斷裂。在本文中理解為本發(fā)明方法中不同階段對纖維應用的拉伸比(即對流體、凝膠和固體纖維應用的拉伸比)的乘積。因此,DR,_=DRXDR凝膠XDR_。優(yōu)選地,應用于本發(fā)明的UHMWPE纖維的DR總體至少為5000,更優(yōu)選地至少為8000,進一步更優(yōu)選地至少為12,000,還進一步更優(yōu)選地至少為15,000,還進一步更優(yōu)選地至少為20,000,還進一步更優(yōu)選地至少為25,000,還進一步更優(yōu)選地至少為30,000,最優(yōu)選地至少為35,000。在本發(fā)明的方法中應用這類高01^#的優(yōu)點是獲得了具有進一步改進的蠕變率和/或抗張強度的獨特的UHMWPE纖維。本發(fā)明的另一優(yōu)點是可以使用更高的拉伸速率來拉伸本發(fā)明的UHMWPE纖維,提高生產(chǎn)能力和降低生產(chǎn)時間,因此,使得本發(fā)明的方法在經(jīng)濟上更有吸引力。拉伸速率在本文中被理解為用拉伸比除以達到所述拉伸比需要的按秒計的時間。優(yōu)選地,表征本發(fā)明方法中使用的UHMWPE的Δδ差值為至多40°、更優(yōu)選地至多38°、進一步更優(yōu)選地至多36°、更優(yōu)選地至多35°,前提條件是δ■為至多18°。優(yōu)選地,所述Δδ差值為至少5°、更優(yōu)選地至少15°、最優(yōu)選地至少25°。優(yōu)選地,所述Δδ差值具有上述值,前提條件是S·為至多16°、更優(yōu)選地至多14°、進一步更優(yōu)選地至多12°、最優(yōu)選地至多10°。優(yōu)選地,δ■為至少2°、更優(yōu)選地至少4°、最優(yōu)選地至少6°。在135°C下對十氫化萘中的溶液進行測量時,本發(fā)明方法中使用的UHMWPE具有至少5dl/g、優(yōu)選地至少10dl/g、更優(yōu)選地至少15dl/g、最優(yōu)選地至少21dl/g的特征粘度(IV)。優(yōu)選地,所述IV至多為40dl/g、更優(yōu)選地至多為30dl/g、進一步更優(yōu)選地至多為25dl/g。在一個優(yōu)選的實施方案中,所述UHMWPE包含的對應于乙基側(cè)基的甲基的量為每千個碳原子0.1和1.3之間、進一步更優(yōu)選地0.2和1.2之間、再進一步更優(yōu)選地0.25和0.9之間、再進一步更優(yōu)選地0.3和0.6之間、最優(yōu)選地0.3和0.5之間。更優(yōu)選地,所述UHMWPE包含每千個碳原子0.08和0.7之間、進一步更優(yōu)選地0.08和0.5之間、再進一步更優(yōu)選地0.09和0.4之間、再進一步更優(yōu)選地0.1和0.3之間、再進一步更優(yōu)選地0.15和0.3之間、最優(yōu)選地0.2和0.3之間的甲基端基。甲基端基在本文中被理解為對應于UHMWPE鏈末端和對應于UHMWPE鏈的長鏈分支(LCB)末端的甲基。LCB在本文中被理解為比乙基更長的分支,例如丙基、丁基、己基和更長的分支。優(yōu)選地,通過每千個碳原子對應于乙基側(cè)基的甲基量和每千個碳原子的甲基端基量相加獲得的每千個碳原子的甲基總量在0.3和2之間、更優(yōu)選地總量在0.4和1.7之間、進一步更優(yōu)選地在0.45和1.3之間、再進一步更優(yōu)選地在0.5和0.9之間、最優(yōu)選地在0.5和0.7之間。出人意料地發(fā)現(xiàn),通過在本發(fā)明的方法中使用該優(yōu)選的實施方案的UHMWPE,進一步改進了本發(fā)明的UHMWPE纖維的抗張強度和蠕變率的組合,尤其改進了蠕變率。優(yōu)選地制備濃度至少3質(zhì)量、更優(yōu)選地至少5質(zhì)量_%、進一步更優(yōu)選地至少8質(zhì)量、最優(yōu)選地至少10質(zhì)量的UHMWPE溶液。UHMWPE溶液優(yōu)選地具有至多30質(zhì)量-%、更優(yōu)選地至多25質(zhì)量-%、進一步更優(yōu)選地至多20質(zhì)量-%、最優(yōu)選地至多15質(zhì)量的濃度。為了改進可加工性,聚乙烯的摩爾質(zhì)量越高,越優(yōu)選更低的濃度。優(yōu)選地,對15-25dl/g范圍內(nèi)的UHMWPE而言,濃度在3和15質(zhì)量之間。為了制備UHMWPE溶液,可以使用適用于凝膠紡絲的任何已知溶劑。溶劑的合適例子包括脂肪烴和脂環(huán)烴,例如辛烷、壬烷、癸烷和石蠟,包括其異構(gòu)體;石油餾分;礦物油;煤油;芳香烴,諸如甲苯、二甲苯和萘,包括其氫化衍生物,諸如十氫化萘和四氫化萘;鹵代烴,諸如一氯代苯;和環(huán)烷烴或環(huán)烯烴,諸如蒈烯(careen)、芴、莰烯、薄荷烷(menthane)、二戊烯、萘、二氫苊(acenaphtalene)、甲基環(huán)戊二烯、三環(huán)癸烷、1,2,4,5-四甲基-1,4-環(huán)己二烯、芴酮、naphtindane、四甲基-對-苯并二醌、乙基芴、熒蒽和環(huán)烷酮。以上列舉的溶劑的組合也可用于UHMWPE的凝膠紡絲,溶劑組合為了簡便也被稱為溶劑。在一個優(yōu)選的實施方案中,選擇的溶劑在室溫下不揮發(fā),例如石蠟油。還發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的方法對在室溫下相對揮發(fā)性的溶劑例如十氫化萘、四氫化萘和煤油級分而言特別有利。在最優(yōu)選的實施方案中,選擇的溶劑是十氫化萘。根據(jù)本發(fā)明,通過將UHMWPE溶液經(jīng)過含多個噴孔的噴絲頭噴絲,使所述UHMWPE溶液形成流體細絲。在本文中使用時,術語“流體細絲”是指含有在用于制備所述UHMWPE溶液的溶劑中的UHMWPE溶液的流體樣細絲,所述流體細絲通過將UHMWPE溶液經(jīng)過噴絲頭擠出而獲得,擠出的流體細絲中UHMWPE的濃度與擠出前UHMWPE溶液的濃度相同或大致相同。含多個噴孔的噴絲頭在本文中被理解為含有優(yōu)選地至少10個、更優(yōu)選地至少50個、進一步更優(yōu)選地至少100個、再進一步更優(yōu)選地至少300個、最優(yōu)選地至少500個噴孔的噴絲頭。優(yōu)選地,所述噴絲頭含有至多5000個、更優(yōu)選地至多3000個、最優(yōu)選地至多1000個噴孔。優(yōu)選地,噴絲溫度在150°C和250°C之間,更優(yōu)選地將其選擇為低于噴絲溶劑的沸點。例如如果使用十氫化萘作為噴絲溶劑,則噴絲溫度優(yōu)選地至多為190°C、更優(yōu)選地至多為180°C、最優(yōu)選地至多為170°C并優(yōu)選地至少為115°C、更優(yōu)選地至少為120°C、最優(yōu)選地至少為125°C。在石蠟的情況下,噴絲溫度優(yōu)選地低于220°C,更優(yōu)選地在130°C和195°C之間。在一個優(yōu)選的實施方案中,噴絲頭的每個噴孔具有包含至少一個收縮區(qū)的幾何形狀。收縮區(qū)在本文中被理解為直徑逐漸減小的區(qū)域,其直徑Dtl到DnW錐角在8-75°的范圍內(nèi),從而在噴孔中實現(xiàn)拉伸比DRSP。優(yōu)選地,噴孔還在收縮區(qū)下游包含至少一個長度/直徑比Ln/Dn至多為50的恒定直徑的區(qū)域。更優(yōu)選地,Ln/Dn至多為40,進一步更優(yōu)選地至多為25、最優(yōu)選地至多為10,優(yōu)選地至少為1、更優(yōu)選地至少為3、最優(yōu)選地至少為5。Ln是具有恒定直徑Dn的區(qū)域的長度。優(yōu)選地,比例DcZDn至少為2、更優(yōu)選地至少為5、進一步更優(yōu)選地至少為10、再進一步更優(yōu)選地至少為15、最優(yōu)選地至少為20。優(yōu)選地,錐角至少為10°、更優(yōu)選地至少為12°、進一步更優(yōu)選地至少為15°。優(yōu)選地,錐角至多為60°、更優(yōu)選地至多為50°、進一步更優(yōu)選地至多為45°。噴孔的直徑在本文中表示有效直徑,即對于非圓形或形狀不規(guī)則的噴孔而言,噴孔外邊界之間的最大距離。錐角在本文中表示噴孔的收縮區(qū)中相反壁表面切線之間的最大角。例如,對于圓錐形或錐形收縮區(qū)而言,切線之間的錐角是恒定的,而對于所謂的喇叭形收縮區(qū)而言,切線之間的錐角會隨著直徑的減小而減小。對于酒杯形收縮區(qū)而言,切線之間的角度經(jīng)過最大值。噴孔中的拉伸比DRsp由收縮區(qū)初始橫截面和最終橫截面處溶液的流速比例表示,其等于各個橫截面面積的比例。在具有平截頭圓錐形狀的收縮區(qū)的情況下,DRsp等于初始和最終直徑平方之間的比例,即=(DcZDn)2。優(yōu)選地,選擇Dc^PDn以得到至少5、更優(yōu)選地至少10、進一步更優(yōu)選地至少15、再進一步更優(yōu)選地至少20、再進一步更優(yōu)選地至少25、最優(yōu)選地至少30的DRsp。通過UHMWPE溶液經(jīng)由噴絲頭噴絲而形成的流體細絲被擠出到空氣隙中,然后擠出到冷卻區(qū)中,在那里它們從該冷卻區(qū)被卷到第一驅(qū)動輥上。優(yōu)選地,通過選擇第一驅(qū)動輥的角速度,以至少15的拉伸比DRag在空氣隙中對流體細絲進行拉伸,使得所述輥的表面速度超過噴絲頭中流出的UHMWPE溶液的流速??諝庀吨械睦毂菵Rag更優(yōu)選地至少為20、進一步更優(yōu)選地至少為25、再進一步更優(yōu)選地至少為30、再進一步更優(yōu)選地至少為35、再進一步更優(yōu)選地至少為40、再進一步更優(yōu)選地至少為50、最優(yōu)選地至少為60。在一個優(yōu)選的實施方案中,選擇DRsp和DRag,以得到至少150、更優(yōu)選地至少250、進一步更優(yōu)選地至少300、再進一步更優(yōu)選地至少350、再進一步更優(yōu)選地至少400、再進一步更優(yōu)選地至少500、再進一步更優(yōu)選地至少600、再進一步更優(yōu)選地至少700、最優(yōu)選地至少800的流體UHMWPE細絲的總拉伸比,DRsft=DRspXDRag0出人意料地發(fā)現(xiàn),可能對包含本發(fā)明UHMWPE的流體細絲施加比迄今可能實現(xiàn)的更高的DRS#,同時保持相同水平的斷裂發(fā)生率。相應地,對流體UHMWPE細絲施加與現(xiàn)有技術水平中應用的同樣大的01^#時,流體細絲發(fā)生的斷裂會減少。空氣隙的長度優(yōu)選地至少為1mm,更優(yōu)選地至少為3mm,進一步更優(yōu)選地至少為5mm,再進一步更優(yōu)選地至少為10mm,再進一步更優(yōu)選地至少為15mm,再進一步更優(yōu)選地至少為25mm,再進一步更優(yōu)選地至少為35mm,再進一步更優(yōu)選地至少為25mm,再進一步更優(yōu)選地至少為45mm,最優(yōu)選地至少為55mm??諝庀兜拈L度優(yōu)選地至多為200mm,更優(yōu)選地至多為175mm,進一步更優(yōu)選地至多為150mm,再進一步更優(yōu)選地至多為125mm,再進一步更優(yōu)選地至多為105mm,再進一步更優(yōu)選地至多為95mm,最優(yōu)選地至多為75mm。離開空氣隙后冷卻(也稱作淬滅)流體細絲以形成含溶劑的凝膠細絲,這可在氣流和/或液體冷卻浴中進行。優(yōu)選地,冷卻浴含有對UHMWPE而言非溶劑的冷卻液,更優(yōu)選地含有與用于制備UHMWPE溶液的溶劑不混溶的冷卻液。優(yōu)選地,至少在流體細絲進入冷卻浴的位點處,冷卻液基本垂直流向所述細絲,其優(yōu)點是拉伸條件更好定義并且更好控制。“空氣隙”在使用氣體冷卻時表示流體細絲被轉(zhuǎn)化為含溶劑的凝膠細絲之前流體細絲經(jīng)過的長度,或者在液體冷卻浴中表示噴絲頭正面和冷卻液表面之間的距離。盡管稱作空氣隙,但是氣氛可以與空氣不同,這例如是使用惰性氣體如氮氣或氬氣流的結(jié)果,或者是從細絲蒸發(fā)溶劑的結(jié)果,或兩者組合。在本文中使用時,術語“凝膠細絲”是指在冷卻后產(chǎn)生連續(xù)的并被噴絲溶劑溶脹的UHMWPE網(wǎng)絡的細絲。流體細絲到凝膠細絲的轉(zhuǎn)化和連續(xù)的UHMWPE網(wǎng)絡形成的指征可以是冷卻后從半透明UHMWPE細絲到基本不透明細絲(即凝膠細絲)的細絲透明度的改變。優(yōu)選地,冷卻流體細絲的溫度至多為100°C,更優(yōu)選地至多為80°C,最優(yōu)選地至多為60°C。優(yōu)選地,冷卻流體細絲的溫度至少為1°C,更優(yōu)選地至少為5°C,進一步更優(yōu)選地至少為10°C,最優(yōu)選地至少為15°C。在一個優(yōu)選的實施方案中,含溶劑的凝膠細絲在至少一個拉伸步驟中被拉伸,其拉伸比DRiftK至少為1.05,更優(yōu)選地至少為1.5,進一步更優(yōu)選地至少為3,再進一步更優(yōu)選地至少為6,最優(yōu)選地至少為10。凝膠細絲的拉伸溫度優(yōu)選地在10°C和140°C之間,更優(yōu)選地在30V和130°C之間,進一步更優(yōu)選地在50V和130°C之間,再進一步更優(yōu)選地在80V和130°C之間,最優(yōu)選地在100°C和120°C之間。形成凝膠細絲后,對所述凝膠細絲進行溶劑去除步驟,其中從所述凝膠細絲中至少部分去除噴絲溶劑,以形成固體細絲。萃取步驟后固體細絲中剩余的殘余噴絲溶劑(下文稱作殘余溶劑)量可在大范圍內(nèi)變化,優(yōu)選地,殘余溶劑的質(zhì)量百分比至多為UHMWPE溶液中溶劑初始量的15%,更優(yōu)選地其質(zhì)量百分比至多為10%,最優(yōu)選地其質(zhì)量百分比至多為5%??梢酝ㄟ^已知方法進行溶劑去除過程,例如使用相對揮發(fā)性的噴絲溶劑(例如十氫化萘)來制備UHMWPE溶液時通過蒸發(fā)進行,或者例如使用石蠟時通過使用萃取液進行,或者通過兩種方法的組合進行。合適的萃取液是不在UHMWPE凝膠纖維的UHMWPE網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)中引起顯著改變的液體,例如乙醇、乙醚、丙酮、環(huán)己酮、2-甲基戊酮、正己烷、二氯甲烷、三氯三氟乙烷、二乙醚和二氧雜環(huán)己烷或其混合物。優(yōu)選地,選擇萃取液體,使得噴絲溶劑可以從萃取液中分離出來重復使用。根據(jù)本發(fā)明的方法還包括在所述溶劑去除期間和/或之后拉伸固體細絲。優(yōu)選地,固體細絲的拉伸在至少一個拉伸步驟中以優(yōu)選地至少4的拉伸比DR_#進行。更優(yōu)選地,DR_#為至少7,進一步更優(yōu)選地至少為10,再進一步更優(yōu)選地至少為15,再進一步更優(yōu)選地至少為20,再進一步更優(yōu)選地至少為30,最優(yōu)選地至少為40。更優(yōu)選地,固體細絲的拉伸在至少兩個步驟中進行,進一步更優(yōu)選地在至少三個步驟中進行。優(yōu)選地,每個拉伸步驟在不同的溫度下進行,所述溫度優(yōu)選地被選擇為實現(xiàn)期望的拉伸比而不發(fā)生細絲斷裂。如果在多于一個步驟中進行固體細絲的拉伸,則通過將每個單獨的固體拉伸步驟所達到的拉伸比相乘計算DR固體。更優(yōu)選地,通過拉伸固體細絲,同時使其在至少10米的長度上(從而在每個烘箱中的停留時間至多為10分鐘)連續(xù)通過包含驅(qū)動輥的拉伸烘箱來進行每個固體拉伸步驟。烘箱中的拉伸可以由本領域技術人員通過調(diào)節(jié)支持細絲的驅(qū)動輥的速度來容易地進行。優(yōu)選地,固體細絲在至少50米、更優(yōu)選地至少100米、最優(yōu)選地至少200米的長度上經(jīng)過烘箱。固體細絲在烘箱中的停留時間優(yōu)選地至多為5分鐘,更優(yōu)選地至多為3.5分鐘,進一步更優(yōu)選地至多為2.5分鐘,再進一步更優(yōu)選地至多為2分鐘,再進一步更優(yōu)選地至多為1.5分鐘,最優(yōu)選地至多為1分鐘。所述烘箱中的溫度也可具有優(yōu)選地在120°C和155°C之間的遞增模式。停留時間在本文中被理解為固體細絲的橫截面從進入烘箱到離開烘箱所花費的時間。出人意料地發(fā)現(xiàn)在本發(fā)明的方法中,對UHMWPE細絲而言達到相同的拉伸比需要的停留時間比之前可能達到的停留時間更短。因此,與生產(chǎn)聚乙烯纖維的已知方法的效率相比,本發(fā)明方法的效率被提高。在一個優(yōu)選的實施方案中,至少一個拉伸步驟在具有約120°C和約155°C之間遞增模式的溫度下進行。任選地,本發(fā)明的方法也可包括從本發(fā)明的UHMWPE纖維中去除殘余噴絲溶劑的步驟,優(yōu)選地,該步驟在固體拉伸步驟之后。在一個優(yōu)選的實施方案中,通過將本發(fā)明的UHMWPE纖維置于真空烘箱中,來去除所述纖維中殘余的噴絲溶劑,所述烘箱的溫度優(yōu)選地至多為148°C,更優(yōu)選地至多為145°C,最優(yōu)選地至多為135°C。優(yōu)選地,將烘箱保持在至少50°C、更優(yōu)選地至少70°C、最優(yōu)選地至少90°C的溫度下。更優(yōu)選地,在進行殘余噴絲溶劑去除的同時保持纖維張緊,即防止纖維放松。優(yōu)選地,溶劑去除步驟結(jié)束時,本發(fā)明的UHMWPE纖維以低于800ppm的量包含噴絲溶劑。更優(yōu)選地,所述噴絲溶劑量低于600ppm,進一步更優(yōu)選地低于300ppm,最優(yōu)選地低于IOOppm0本發(fā)明還涉及下述凝膠紡絲的UHMWPE纖維,所述纖維具有至少4GPa的抗張強度,和在70°C、600MPa的負荷下測量時至多SXliTsecT1的蠕變率。更優(yōu)選地,根據(jù)本發(fā)明的UHMWPE纖維的蠕變率至多為3XliTsecT1,進一步更優(yōu)選地至多為1.5XliTsecT1,再進一步更優(yōu)選地至多為0.8XliTsecT1,再進一步更優(yōu)選地至多為0.2XliTsecT1,最優(yōu)選地至多為0.09XliTsecT1。UHMWPE纖維的抗張強度優(yōu)選地至少為4.5GPa,更優(yōu)選地至少為5GPa,進一步更優(yōu)選地至少為5.5GPa,最優(yōu)選地至少為6GPa。UHMWPE纖維例如可以通過上述凝膠紡絲過程獲得。優(yōu)選地,UHMWPE纖維通過上述方法獲得,但是其他制造方法也可是可行的。從例如EP1,699,954、EP0,205,960Bi、EP0,269,151、JP5-70274、美國專利No.5,115,067和No.5,246,657中已知具有高韌性和改進的蠕變抗性的凝膠紡絲UHMWPE。上述參考文獻中報道的纖維抗張強度和蠕變率值以及所述文獻中定義的測量蠕變率的條件概括于表1中。所述表格還包括本發(fā)明的UHMWPE纖維的蠕變率和抗張強度(實施例1),其使用根據(jù)所述參考文獻中所述測量技術且在與所述參考文獻中所述相同溫度和負荷條件下測定。如從所述表格中可以看出,所述參考文獻的纖維均不具有本發(fā)明UHMWPE纖維的高強度和低蠕變的組合。優(yōu)選地,本發(fā)明的UHMWPE纖維具有至少lOOGPa、更優(yōu)選地至少130Gpa、進一步更優(yōu)選地至少160GPa、再進一步更優(yōu)選地至少190GPa、最優(yōu)選地至少220GPa的模量。不受任何理論束縛,本發(fā)明人認為本發(fā)明的UHMWPE纖維允許的更高有助于模量的提高。本發(fā)明還涉及含有本發(fā)明UHMWPE纖維的紗線。觀察到將本發(fā)明方法中使用的UHMWPE聚合物加工成UHMWPE纖維后,UHMWPE纖維中含有的UHMWPE的Δδ差值提高。盡管這一效果還不能被解釋,但是出人意料地發(fā)現(xiàn)該效果有助于得到具有改進的蠕變率和抗張強度特性的纖維。在一個優(yōu)選的實施方案中,本發(fā)明的UHMWPE纖維含有具有至多65°、更優(yōu)選地至多60°、進一步更優(yōu)選地至多55°、再進一步更優(yōu)選地至多50°、再進一步更優(yōu)選地至多45°、再進一步更優(yōu)選地至多42°、再進一步更優(yōu)選地至多40°、再進一步更優(yōu)選地至多36°、最優(yōu)選地至多35°的Δδ差值,前提條件是δ■至多為18°。優(yōu)選地,所述Δδ差值至少為5°、更優(yōu)選地至少為15°、最優(yōu)選地至少為25°。優(yōu)選地,所述Δδ差值具有上述值,前提條件是S·至多為16°,更優(yōu)選地至多為14°,進一步更優(yōu)選地至多為12°,最優(yōu)選地至多為10°。優(yōu)選地,δ■至少為2°,更優(yōu)選地至少為4°,最優(yōu)選地至少為6°。纖維在本文中被理解為細長體,即長度遠遠大于其橫向尺寸的物體。本文所用術語纖維包括多根具有規(guī)則或不規(guī)則橫截面并具有連續(xù)和/或非連續(xù)長度的細絲。在本發(fā)明的上下文中,紗線被理解為包含連續(xù)和/或不連續(xù)纖維的細長體。本發(fā)明的紗線可以是捻合紗線或編織紗線。本發(fā)明的UHMWPE具有的性能使得它們成為用于繩索、索帶等等中感興趣的材料,優(yōu)選地用于針對負重操作(例如拖吊、海運和船運操作)所設計的繩索中。負重操作可還包括但不限于,錨搬運、重船系泊、鉆探設備和生產(chǎn)平臺系泊等等。最優(yōu)選地,在UHWMPE纖維經(jīng)歷靜態(tài)張力的應用中使用本發(fā)明的UHMWPE。靜態(tài)張力在本發(fā)明中表示應用的纖維總是或者大部分時間處于張力下,與張力是處于恒定水平(例如重物直接懸掛在包含纖維的繩索中)還是變化水平(例如暴露于熱膨脹或水波動)無關。高度優(yōu)選的、與靜態(tài)張力一起使用的例子是例如許多醫(yī)療應用(例如繩和縫合線)、系泊繩索和張力增強元件,因為本發(fā)明纖維的降低的蠕變導致這些應用和類似應用中高度改進的系統(tǒng)性能。因此,本發(fā)明涉及含有本發(fā)明的UHMWPE纖維的繩索。優(yōu)選地,用于制造繩索的纖維總量中至少50質(zhì)量%,更優(yōu)選地至少75質(zhì)量%,進一步更優(yōu)選地至少90質(zhì)量%由根據(jù)本發(fā)明的UHMWPE組成。最優(yōu)選地,所述繩索由本發(fā)明的UHMWPE組成。根據(jù)本發(fā)明的繩索中剩余的質(zhì)量百分比可含有由適用于制造纖維的其他材料制成的纖維或纖維組合,所述材料例如為金屬、玻璃、碳、尼龍、聚酯、芳族聚酰胺、其他類型的聚烯烴等等。本發(fā)明還涉及含有根據(jù)本發(fā)明的UHMWPE纖維的復合材料制品。在一個優(yōu)選的實施方案中,復合材料制品含有至少一個包含本發(fā)明UHMWPE纖維的單層。術語單層是指纖維層,即一個平面內(nèi)的纖維。在一個更優(yōu)選的實施方案中,單層是單向的單層。術語單向的單層是指方向為單向的纖維層,即一個平面中的纖維方向基本平行。在一個進一步更優(yōu)選的實施方案中,復合材料制品是含有大量單向單層的多層復合材料制品,每個單層中纖維的方向優(yōu)選地與相鄰單層中纖維的方向轉(zhuǎn)過某一角度。優(yōu)選地,所述角度至少為30°,更優(yōu)選地至少為45°,進一步更優(yōu)選地至少為75°,最優(yōu)選地所述角度約為90°。單層可還包含粘合劑材料,從而將UHMWPE纖維保持在一起。粘合劑材料可以通過多種技術來應用,例如用作薄膜,用作橫向粘合條帶或纖維(相對于單向纖維的橫向),或者通過將纖維用基質(zhì)(例如用基質(zhì)材料在液體中的溶液或分散液)浸漬和/或包埋來應用。以層的質(zhì)量為基礎,粘合劑材料的用量優(yōu)選地少于30質(zhì)量%,更優(yōu)選地少于20質(zhì)量%,最優(yōu)選地少于15質(zhì)量%。單層可還包含小量的輔助組分,并可包含由適用于制造纖維的材料(例如上文所列舉的材料)制成的其他纖維。優(yōu)選地,單層中的強化纖維由本發(fā)明的UHMWPE纖維組成。多層復合材料制品已被證實在防彈應用例如身體防護服、頭盔、硬防護嵌板和彈性防護嵌板、用于車輛裝甲的嵌板等等中非常有用。因此,本發(fā)明還涉及含有本發(fā)明的UHMWPE纖維的防彈制品,例如上面列舉的防彈制品。具有低殘余溶劑量的本發(fā)明的UHMWPE纖維還適用于醫(yī)療設備,例如縫合線、醫(yī)療用繩、植入物、手術修復產(chǎn)品等等。因此,本發(fā)明還涉及包含本發(fā)明的UHMWPE纖維的醫(yī)療設備、特別是手術修復產(chǎn)品、更特別是縫合線和醫(yī)療用繩。根據(jù)本發(fā)明的縫合線和醫(yī)療用繩的優(yōu)點是由于它們極佳的抗張性能,進一步由于它們的低蠕變率,這些產(chǎn)品在人體內(nèi)顯示其機械性能的良好保持。根據(jù)本發(fā)明的UHMWPE纖維中細絲的數(shù)量和粗細可根據(jù)要使用所述纖維的應用而大幅變化。例如,在用于海運或船運操作中的負重繩索的情況下,優(yōu)選地使用具有至少1500dtex、更優(yōu)選地至少2000dtex、最優(yōu)選地至少2500dtex的纖維。在醫(yī)療設備中使用纖維時,優(yōu)選地其纖度(titer)至多為1500dtex、更優(yōu)選地至多l(xiāng)OOOdtex、最優(yōu)選地至多500dtex。還觀察到顯示上述獨特的機械性能組合的本發(fā)明UHMWPE纖維適用于其他應用,例如漁線和漁網(wǎng)、地面網(wǎng)(groundnet)、貨運網(wǎng)(cargonet)和窗簾、風箏線、牙線、網(wǎng)球拍弦(tennisracquetstring)、帆布(例如帳篷帆布)、無紡布衣物和其他類型的織物、織帶(webbing)、電池隔板、電容器、壓力容器、軟管、汽車設備、動力傳輸帶、建筑結(jié)構(gòu)材料、抗削抗刺和抗切制品、防護手套、復合材料運動裝備(諸如滑雪撬、頭盔、皮筏艇、獨木舟、自行車和船殼和帆桅)、揚聲器筒(speakercone)、高性能電絕緣體、天線罩等等。因此,本發(fā)明還涉及含有本發(fā)明UHMWPE纖維的上述應用。本發(fā)明還涉及本發(fā)明方法中使用的UHMWPE在噴絲過程中生產(chǎn)UHMWPE纖維的用途。這類UHMWPE的特征是根據(jù)式(1)Δδ=δα001-δ100(1)的相角差值至多為42°,其中5。。。1是角頻率O.OOlrad/sec時的相角,且δ100是角頻率lOOrad/sec時的相角,所述相角使用頻率掃頻動態(tài)流變學技術,在150°C下針對石蠟油中10%的UHMWPE溶液進行測量,前提條件是δ_至多為18°,以及上述UHMWPE的實施方案和優(yōu)選的亞范圍。在一個實施方案中,紡絲方法是熔融紡絲方法(其中從UHMWPE的熔融物中紡絲UHMWPE纖維),或是上文所述的凝膠紡絲方法。更優(yōu)選地,紡絲方法是下述凝膠紡絲方法,其中從適用于溶解UHMWPE的溶劑中的UHMWPE溶液來紡絲UHMWPE纖維。最優(yōu)選地,凝膠紡絲方法是本發(fā)明的方法。下面解釋附圖圖1顯示了用于頻率掃頻動態(tài)流變學測量的、提供了液體鎖的流變儀平板系統(tǒng)(100)的橫截面。上部平板(101)和下部平板(102)的幾何形狀確保環(huán)境(500)不與置于所述平板之間的盤樣品(200)直接接觸。石蠟浴(300)密封盤樣品使其與環(huán)境隔斷,也確保含有石蠟蒸汽的飽和氣氛(400)。圖2顯示了范圍在0.001rad/s和100rad/s之間的角頻率ω[rad/s]中,GUR4170級UHMWPE(購自Ticona)特征性的相角δ]的變化。圖3是用于蠕變測量的設備的圖示。圖解⑴和(2)分別表示實驗開始時紗線長度(200)的示例和某一時間t后延長的紗線的示例。圖4顯示對比實驗的紗線的特征性曲線,所述曲線是以對數(shù)刻度表示的蠕變率[1/s]相對于以百分比表示的延長]。圖5顯示生產(chǎn)實施例1的纖維的方法中使用的UHMWPE(來自Ticona的⑶R4170級)的NMR譜。本發(fā)明將通過以下的實施例和對比實驗進一步解釋。JjM·IV特征粘度根據(jù)方法PTC-179(HerculesInc.Rev.Apr.29,1982),在135°C下十氫化萘中,使用16小時的溶解時間,使用2g/(l溶液)的DBPC作為抗氧化劑,通過用不同濃度下測量的粘度外推至零濃度來測定?!tM通過稱重100米纖維來測量纖維的纖度(dtex)。通過用以毫克計的重量除以10來計算纖維的纖度?!た箯埣馨凑誂STMD885M的規(guī)定,使用名義標定長度為500mm的纖維、50%/min的十字頭速度和FrbreGripD5618C型號的Instron2714夾鉗,對復絲紗線的抗張強度(或強度)和抗張模量(或模量)進行定義和測定。在測量的應力_應變曲線的基礎上,由0.3-1%應變之間的斜率來確定模量。為了計算模量和強度,用所測量的張力除以纖度,該纖度通過稱重10米長的纖維來確定;假設密度為0.97g/cm3來計算GPa值。側(cè)鏈通過質(zhì)子1H液體-NMR(下文為了簡便稱作1_NMR),如下測定UHMWPE含有的對應于乙基側(cè)基的甲基和甲基端基的數(shù)量a)向800mg1,1,,2,2,_四氯乙烷_d2(TCE)溶液中添加3_5mg的UHMWPE,所述溶液每克TCE含有0.04mg2,6_二-叔丁基-對甲酚(DBPC)。TCE的純度>99.5%,DBPC的純度>99%。b)將UHMWPE溶液置于標準5mmNMR管中,然后將其在140°C_150°C之間溫度下的烘箱中加熱同時攪動,直至UHMWPE溶解。c)用高電場(彡400MHz)NMR波譜儀在130°C下記錄NMR譜,所述波譜儀使用5mm反式探頭(inverseProbehead),并如下設置10_15Hz之間的樣品旋轉(zhuǎn)速度,觀測核-1H,鎖定核(locknucleus)-2H,90°的脈沖角,30秒的馳豫延遲,掃描數(shù)設定為1000,掃頻寬度20ppm,NMR譜的數(shù)字分辨率低于0.5,獲得的譜中總點數(shù)64k,線增寬(linebroadening)為0.3Hz。圖5顯示實施例1的UHMWPE的匪R譜。d)通過在5.9Ippm處設定對應于TCE的波峰(圖5中未顯示),來校準相對于化學位移(PPm)記錄的信號強度(任意單位),下文稱作譜1。TCE峰可以容易地辨別,該峰在所述譜1中5.5和6.5之間ppm范圍中最高。e)在與a)_d)中所述相同的樣品制備和實驗條件下,記錄了僅含乙基分支和端基的LLDPE(來自Sabic的LLDPE0026BP14)的譜,下文稱作譜2(未顯示)。f)從譜2中測定對應于乙基側(cè)基的甲基的三個峰(即三重峰)的位置,所述三個峰在譜中0.8和0.9之間的ppm范圍內(nèi)最高。所述峰位置分別被測定為在約0.83、約0.85和約0.86處。g)譜1中對應于f)中使用譜2測定的位置上的峰被標定為對應于乙基側(cè)基的甲基的三個峰。在圖5中,所述峰為(101)、(102)和(103)。h)0.8和0.9ppm范圍內(nèi)的所有其他峰被認為對應于甲基端基。在圖5中它們是(201)、(202)和(203)。i)使用ACD/Labs生產(chǎn)的標準ACD軟件進行峰的去卷積(deconvolution);j)用相同的軟件精確測定對應于乙基側(cè)基的甲基和對應于甲基端基的去卷積峰面積(A1Μβ,下文稱作A1,和A2ra+端基,下文稱作A2)。本文中,A1=ΣAJ其中Ai是g)中測定的三個峰的面積,且A2=ΣAJ為其中η是與對應于乙基側(cè)基的甲基的峰不同的、具有面積八」的峰的總量。在圖5中,Ai是(30i),其中i從1到3,且Aj是(40j),其中j從1到3。k)如下計算每千碳原子中乙基側(cè)基的甲基和甲基端基的數(shù)量<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>其中A3是UHMWPE主鏈的CH2基團給出的峰面積,其為整個譜1中的最高峰,并且位于1.2和1.4之間的ppm范圍內(nèi)(圖5中未顯示)?!うう臏y量將在石蠟油(ShellOndina68)和穩(wěn)定劑(DBPC,2g/l)中的UHMwPE粉末的10重量%懸浮液在60°C的溫度下預加熱。在210°C下將15克預熱的懸浮液在midi-擠出機(帶有標準螺桿組件的Xplore15mlMicro-Compounder)中混合,螺桿以60rpm的速度旋轉(zhuǎn)。混合在氮氣下進行。在150°C下將獲得的UHMWPE緊壓10分鐘,成為7.3克的方板,其尺寸為110X55mm,厚度1.6mm。隨后使所述平板在空氣中冷卻。從所述平板上切下直徑25mm的盤狀樣品。在150°C下具有直徑25mm平行平板形狀的ARES(TAInstruments)流變儀上,在剪切下進行頻率掃頻動態(tài)流變測量。所述測量在應變受控的模式下進行,即對樣品施加應變。所述流變儀裝有平板系統(tǒng),所述平板系統(tǒng)配備有用石蠟油裝填的液體鎖(圖1)、高分辨率促動器(actuator)和2000克轉(zhuǎn)矩(力再平衡)傳感器。開始流變學測量之前,用氮氣流(強制對流烘箱)將流變儀烘箱預熱至100°C。在100°C下裝填盤狀樣品,之后將平板-平板距離減小至約7-8mm。隨后將烘箱溫度設置為150°C,并使烘箱平衡。確保烘箱平衡約5分鐘后,將平板-平板距離減小至2.6mm。1分鐘后,將該距離再次減小至2mm。隨后以0.Imm/分鐘的步長將該距離再次減小,直至達到1.6mm的平板-平板距離。用時間掃頻實驗開始測量,所述實驗以2%的應變振幅和0.lrad/s的頻率進行5小時。所述時間掃頻實驗旨在使樣品釋放初始樣品制備期間積累的殘余應力。結(jié)束時間掃頻實驗后立即開始頻率掃頻實驗。使用以下的流變儀設定·頻率掃頻的頻率間隔在100rad/s和0.001rad/s之間,每個遞減的十倍頻程(decade)頻率之間有3個均勻間隔的頻率;·溫度150°C;·初始應變振幅(、。)為平板_平板距離的1%;自動應變模式設為0N,對目前應變90%的應變調(diào)節(jié)而言,允許100g*cm的最大轉(zhuǎn)矩,0.5g*cm的最小轉(zhuǎn)矩。最大允許的應變振幅為平板-平板距離的10%;·自動張力模式設為OFF。時間和頻率掃頻實驗是ARES流變儀操作手冊中所述的標準測量。根據(jù)"Rheology!Principles,MeasurementsandApplications",1994,VCHPublishers,Inc.,ISBN1-56081-579-5,第121-123頁,式3.3.15到3.3.18中詳述的理論描述(通過引用并入本文),獲得特定角頻率ω下UHMWPE的特征性相角δ。圖2中展示了0.001rad/s和100rad/s之間頻率ω[rad/s]范圍內(nèi)GUR4170級UHMWPE(購自Ticona)特征性相角δ]的變化?!と渥儨y量用圖3中圖示的設備,對長度約1500mm、纖度約504dtex并由64根細絲組成的非搓合(untwined)的紗線(即具有基本平行的細絲的紗線)樣品進行蠕變測量。通過將紗線的每個末端在夾鉗的軸上纏繞數(shù)次然后將紗線的自由端打結(jié)到紗線體上,將紗線樣品不滑脫地固定在兩個夾鉗(101)和(102)之間。夾鉗之間紗線的最終長度(200)約為180mm。通過將夾鉗之一固定到烘箱的封口(501)上,將另一夾鉗谷底到3162g的砝碼(300)上,將夾住的紗線樣品置于70°C下溫度受控的烘箱(500)中,導致紗線上600MPa的負荷??梢栽谥甘酒?1011)和(1021)的幫助下,在用厘米標記并細分為mm的標度(600)上讀出夾鉗(101)和夾鉗(102)的位置。將紗線置于所述烘箱內(nèi)時要特別注意,確保夾鉗之間的紗線段不接觸設備的任何部分,從而實驗可以完全無摩擦地進行。使用砝碼下的升降機(400)將砝碼提升至初始位置,所述初始位置處不發(fā)生紗線的松弛并且對紗線不應用初始負荷。砝碼的初始位置是在(600)上測量時紗線長度(200)等于(101)和(102)之間距離的位置。隨后通過降低升降機,在10秒內(nèi)用600MPa的完全負荷來預負載紗線,之后通過將升降機再次提升至初始位置來去除負荷。隨后允許紗線松弛預負荷時間的10倍,即100秒。預負荷后,再次應用完全負荷。通過讀出指示器(1021)的位置,在標度(600)上監(jiān)測紗線隨時間的伸長。每伸長1mm,記錄所述指示器前進Imm需要的時間,直至紗線斷裂。某時間t紗線的伸長εi[以mm表示]在本文中被理解為時間t時夾鉗之間的紗線長度(即L(t))與夾鉗之間紗線的初始長度(200)1^之間的差值。因此εJt)[以mm表示]=L(t)_L0紗線伸長[以百分比表示]為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>蠕變率[以1/s表示]被定義為每個時間步長紗線長度的改變,并且根據(jù)式(2)測定<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>其中εi和ε分別是時刻i和先前時刻i_l時的伸長[以%表示];并且、和tH分別是紗線達到伸長^和εΗ所需的時間(以秒表示)。然后相對于對伸長百分比[%]繪制以對數(shù)標度計的蠕變率[1/s],如圖4中針對對比實驗的紗線所示。然后使用圖4中曲線的最小值作為所研究的紗線的特征性蠕變率值。比較實驗1制備UHMWPE在十氫化萘中的5質(zhì)量%溶液,所述UHMWPE具有21dl/g的IV,所述IV在135°C下對十氫化萘中的溶液測量。所述UHMWPE對14°的δ■而言具有46°的Δδ。通過數(shù)量η為390個噴孔的噴絲頭,以約1.5g/分鐘每孔的速率,用25mm雙螺桿擠出機將UHMWPE溶液擠入也含有十氫化萘和水蒸氣的氣氛中,所述擠出機裝有齒輪泵,溫度設定為180°C。噴孔具有圓形橫截面,并且由以60°錐角從3.5mm到Imm逐漸減小的初始直徑和之后L/D為10的恒定直徑的斷面組成,噴孔的該特定幾何形狀在噴絲頭中引入12.25的拉伸比DRsp。流體細絲從噴絲頭中進入25mm的空氣隙中并進入水浴中,其中流體細絲以下述速率被收卷,所述速率使得流體UHMWPE細絲的總拉伸比DRS#達到277。將流體細絲在水浴中冷卻形成凝膠纖維,所述水浴被保持在約40°C,其中以約50升/小時的流速提供與進入水浴的纖維垂直的水流。將凝膠纖維從水浴中收卷到90°C的烘箱中,所述烘箱中發(fā)生溶劑蒸發(fā),形成固體纖維。通過應用約26.8的拉伸比,在烘箱中拉伸固體纖維,所述過程中大部分十氫化萘被蒸發(fā)。總體拉伸比DR總體(=DR流體XDR凝膠XDR固體)等于277X1X26.8=7424。實施例1用具有38°的Δδ(對14°的δ100而言)和約34dl/g的IV的UHMWPE(來自Ticona的GUR4170)重復對比實驗。實施例2重復實施例1,不同之處在于使用345的流體拉伸比并對固體纖維應用26的拉伸比。使用與對比實驗中相同的噴絲頭幾何形狀。實施例3重復實施例1,不同之處在于使用350的流體拉伸比并對固體纖維應用33的拉伸比。使用與對比實驗中相同的噴絲頭幾何形狀。實施例4重復實施例1,不同之處在于使用544的流體拉伸比并對固體纖維應用36的拉伸比。噴絲頭含有下述噴孔,所述噴孔具有以60°錐角從3.5mm到0.8mm逐漸減小的初始直徑,之后是L/D為10的恒定直徑的斷面,該特定的噴孔幾何形狀在噴絲頭中引入19.1的拉伸比DRsp。實施例5重復實施例4,不同之處在于使用615的流體拉伸比并對固體纖維應用32的拉伸比。實施例6重復實施例4,不同之處在于使用753的流體拉伸比并對固體纖維應用32的拉伸比。對比實驗和實施例的纖維性能,即蠕變率、抗張強度和模量概括于表2中。從所述表中可以看出,通過提高DR@#,能夠生產(chǎn)在強度和蠕變方面具有更好機械性能的纖維。所述表格還顯示,通過使用相同的加工參數(shù),但是使用本發(fā)明的UHMWPE,獲得了與用已知聚乙烯生產(chǎn)的纖維相比具有改進的機械性能的纖維。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>權(quán)利要求生產(chǎn)具有高韌度和改進的蠕變抗性的凝膠紡絲UHMWPE纖維的方法,所述方法包括步驟a.在溶劑中制備UHMWPE溶液,所述UHMWPE在135℃下十氫化萘中具有至少5dl/g的特征粘度;b.將步驟a)的溶液通過具有多個噴孔的噴絲頭噴絲到空氣隙中,形成流體細絲;c.冷卻所述流體細絲,形成含有溶劑的凝膠細絲;和d.在拉伸固體細絲之前和/或期間,從所述凝膠細絲中至少部分去除殘余的溶劑形成固體細絲;所述方法的特征是UHMWPE的特征是根據(jù)式(1)Δδ=δ0.001-δ100(1)的相角差值至多為42°,其中δ0.001是角頻率0.001rad/sec時的相角,且δ100是角頻率100rad/sec時的相角,所述相角使用頻率掃頻動態(tài)流變學技術,在150℃下針對石蠟油中10%的UHMWPE溶液進行測量,前提條件是δ100至多為18°。2.權(quán)利要求1的方法,其中UHMWPE的特征是差值Δδ至多為40°,前提條件是δ100至多為18°。3.前述權(quán)利要求中任一項的方法,其中DR總體=DR流體XDRilijtXDR固體至少為5000。4.前述權(quán)利要求中任一項的方法,其中DRsft=DRspXDRag至少為100。5.前述權(quán)利要求中任一項的方法,其中在至少一個步驟中以至少4的固體拉伸比DR_體拉伸所述固體細絲。6.一種UHMWPE纖維,其具有至少4GPa的抗張強度和在70°C、600Mpa負荷下測量時至多SXKr7SecT1的蠕變率。7.權(quán)利要求6的纖維,其中所述蠕變率至多為SXlCTsec—1。8.權(quán)利要求6和7中任一項的纖維,其抗張強度至少為4.5GPa。9.包含權(quán)利要求6-8中任一項的纖維的繩索。10.包含權(quán)利要求6-8中任一項的纖維的復合材料制品。11.包含權(quán)利要求6-8中任一項的纖維的醫(yī)療設備。12.權(quán)利要求11的醫(yī)療設備,其中所述醫(yī)療設備是縫合線或醫(yī)療用繩。13.下述HUMWPE在紡絲方法中、優(yōu)選地在熔融紡絲方法或凝膠紡絲方法中、最優(yōu)選地在凝膠紡絲方法中的用途,所述HUMWPE的特征是根據(jù)式(1)Aδ=δ0001-δ100(1)的相角差值至多為42°,其中δ0.001是角頻率0.001rad/sec時的相角,且δ100是角頻率lOOrad/sec時的相角,所述相角使用頻率掃頻動態(tài)流變學技術,在150°C下針對石蠟油中10%的UHMWPE溶液進行測量,前提條件是S·至多為18°。14.根據(jù)權(quán)利要求6-8中任一項的纖維在涉及所述纖維靜態(tài)張力的應用中的用途。全文摘要本發(fā)明涉及生產(chǎn)具有高抗張強度和改進的蠕變率的凝膠紡絲超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纖維的方法,其中所述方法中使用的UHMWPE的特征是根據(jù)式(1)Δδ=δ0.001-δ100的相角差值至多為42°,其中δ0.001是角頻率0.001rad/sec時的相角,且δ100是角頻率100rad/sec時的相角,所述相角使用頻率掃頻動態(tài)流變學技術,在150℃下針對石蠟油中10%的UHMWPE溶液進行測量,前提條件是δ100至多為18°。本發(fā)明還涉及由所述方法生產(chǎn)的凝膠紡絲UHMWPE纖維。本發(fā)明的凝膠紡絲UHMWPE纖維具有至少4GPa的抗張強度,和在70℃、600MPa負荷下測量時至多5×10-7sec-1的蠕變率。由所述方法生產(chǎn)的凝膠紡絲UHMWPE纖維適用于多種應用,本發(fā)明具體涉及含有所述UHMWPE纖維的繩索、醫(yī)療設備、復合材料制品和防彈制品。文檔編號D01F6/04GK101821435SQ200880110402公開日2010年9月1日申請日期2008年10月6日優(yōu)先權(quán)日2007年10月5日發(fā)明者保盧斯·安東尼厄斯·瑪麗亞·斯蒂曼,約瑟夫·阿諾德·保羅·瑪麗亞·斯梅林克申請人:帝斯曼知識產(chǎn)權(quán)資產(chǎn)管理有限公司
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