本發(fā)明屬于纖維表面改性，具體是涉及到一種超高分子量聚乙烯纖維表面改性方法。

背景技術(shù)：

1、超高分子量聚乙烯纖維以其高強(qiáng)度、高模量、低密度等卓越性能在諸多領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。然而，其分子結(jié)構(gòu)特性也帶來(lái)一些待解決的問題。一方面，超高分子量聚乙烯纖維表面能低，與基體材料的粘結(jié)性差。在復(fù)合材料制備中，纖維與基體間的界面結(jié)合力不足，極大地影響了復(fù)合材料的力學(xué)性能和耐久性。以航空航天、軍事防護(hù)等領(lǐng)域?yàn)槔?，?duì)復(fù)合材料性能要求極高，未經(jīng)表面改性的超高分子量聚乙烯纖維難以滿足這些嚴(yán)苛需求。另一方面，超高分子量聚乙烯纖維表面化學(xué)惰性強(qiáng)，在特定應(yīng)用環(huán)境中難以進(jìn)行有效表面處理。如在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，需對(duì)纖維進(jìn)行表面功能化以提高生物相容性，但因其表面惰性，常規(guī)表面處理方法效果欠佳。

2、目前雖有一些針對(duì)超高分子量聚乙烯纖維的表面改性方法，如化學(xué)處理法、等離子體處理法、輻射處理法等，但都存在一定不足。化學(xué)處理法可能污染環(huán)境且過程復(fù)雜；等離子體處理法設(shè)備成本高且效果不穩(wěn)定；輻射處理法存在安全隱患并可能影響纖維力學(xué)性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種超高分子量聚乙烯纖維表面改性方法，有效提高超高分子量聚乙烯纖維與水性聚氨酯間的粘接強(qiáng)度。

2、本發(fā)明實(shí)施例提供一種超高分子量聚乙烯纖維表面改性方法，將超高分子量聚乙烯纖維進(jìn)行處理，去除表面雜質(zhì)，干燥；將干燥后的超高分子量聚乙烯纖維浸漬在含有eva和tpu的溶液中，然后烘干，得到表面改性后的超高分子量聚乙烯纖維；所述eva和tpu的重量比為2-8:1。

3、本發(fā)明的eva為乙烯-醋酸乙烯共聚物，tpu為熱塑性聚氨酯。

4、優(yōu)選的，所述eva和tpu的重量比為4:1。

5、優(yōu)選的，含有eva和tpu的溶液中，溶劑為四氫呋喃。

6、優(yōu)選的，所述eva中，va的質(zhì)量含量為15-30%，優(yōu)選為20%。

7、優(yōu)選的，含有eva和tpu的溶液中，eva和tpu的總質(zhì)量濃度為2-4%。

8、優(yōu)選的，將超高分子量聚乙烯纖維進(jìn)行處理，去除表面雜質(zhì)的方法為，將超高分子量聚乙烯纖維先后放入水和無(wú)水乙醇中浸泡。

9、優(yōu)選的，干燥的溫度為60℃，時(shí)間為30min。

10、優(yōu)選的，將干燥后的超高分子量聚乙烯纖維浸漬在含有eva和tpu的溶液中，浸漬時(shí)間為30min。

11、優(yōu)選的，烘干的溫度為40℃，烘干的時(shí)間為20-40min。

12、本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明通過使用eva/tpu共混溶液超高分子量聚乙烯纖維進(jìn)行表面改性，顯著提高了超高分子量聚乙烯纖維與水性聚氨酯的粘接性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)過特定條件處理后的超高分子量聚乙烯纖維與水性聚氨酯之間的粘接強(qiáng)度有大幅提升。如使用3%?eva溶液處理，復(fù)合材料最大拔出強(qiáng)度為3.31?mpa，與未處理纖維相比提高約79.8%；當(dāng)eva/tpu含量比為80/20時(shí)，纖維與wpu膠粘劑復(fù)合材料最大拔出強(qiáng)度為3.81?mpa，較未加入tpu前相比提高約15%。

13、本發(fā)明通過對(duì)纖維表面形貌的研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)eva/tpu含量比為80/20時(shí)，纖維表面的覆膜層變得十分均勻。引入少量tpu增強(qiáng)了eva與uhmwpe纖維的相容性，使得溶液對(duì)纖維的吸附和覆蓋更為有效，在纖維表面形成更均勻且致密的覆蓋層，從而進(jìn)一步提高了粘接性能。

14、本發(fā)明所采用的eva/tpu溶液處理方法，工藝相對(duì)簡(jiǎn)單。主要步驟包括纖維的預(yù)處理以及在一定溫度下將纖維經(jīng)過一定濃度的eva/tpu溶液槽浸泡一定時(shí)間后，進(jìn)行后續(xù)處理即可。

技術(shù)特征：

1.一種超高分子量聚乙烯纖維表面改性方法，其特征是，將超高分子量聚乙烯纖維進(jìn)行處理，去除表面雜質(zhì)，干燥；將干燥后的超高分子量聚乙烯纖維浸漬在含有eva和tpu的溶液中，然后烘干，得到表面改性后的超高分子量聚乙烯纖維；所述eva和tpu的重量比為2-8:1。

2.如權(quán)利要求1所述的表面改性方法，其特征是，所述eva和tpu的重量比為4:1。

3.如權(quán)利要求1所述的表面改性方法，其特征是，含有eva和tpu的溶液中，溶劑為四氫呋喃。

4.如權(quán)利要求1所述的表面改性方法，其特征是，所述eva中，va的質(zhì)量含量為15-30%。

5.如權(quán)利要求4所述的表面改性方法，其特征是，所述eva中，va的質(zhì)量含量為20%。

6.如權(quán)利要求1所述的表面改性方法，其特征是，含有eva和tpu的溶液中，eva和tpu的總質(zhì)量濃度為2-4%。

7.如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的表面改性方法，其特征是，將超高分子量聚乙烯纖維進(jìn)行處理，去除表面雜質(zhì)的方法為，將超高分子量聚乙烯纖維先后放入水和無(wú)水乙醇中浸泡。

8.如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的表面改性方法，其特征是，干燥的溫度為60℃，時(shí)間為30min。

9.如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的表面改性方法，其特征是，將干燥后的超高分子量聚乙烯纖維浸漬在含有eva和tpu的溶液中，浸漬時(shí)間為30min。

10.如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的表面改性方法，其特征是，烘干的溫度為40℃，烘干的時(shí)間為20-40min。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于纖維表面改性技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及到一種超高分子量聚乙烯纖維表面改性方法，超高分子量聚乙烯纖維進(jìn)行處理，去除表面雜質(zhì)，干燥；將干燥后的超高分子量聚乙烯纖維浸漬在含有EVA和TPU的溶液中，然后烘干，得到表面改性后的超高分子量聚乙烯纖維；所述EVA和TPU的重量比為2?8:1，本發(fā)明能夠有效提高超高分子量聚乙烯纖維與水性聚氨酯間的粘接強(qiáng)度。

技術(shù)研發(fā)人員：李德泉,馬馮,孔精精,高波,林明清,周運(yùn)波,楊恒
受保護(hù)的技術(shù)使用者：湖南中泰特種裝備有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26