熔纺超高分子量聚乙烯纤维原液着色研究

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2、高分子量聚乙烯（UHMWPE）中加入改性剂低密度聚乙烯改善UHMWPE大分子内部缠结点，增加其熔体流动性，从而实现UHMWPE纤维的熔融纺丝，并采用原液着色法制备有色熔纺UHMWPE纤维制品。本文根据原液着色对颜料的要求首先通过对颜料粒径、耐热性、亲油性进行测试。初步选取了铁红Fe2O3、铁黄ZnFe2O4、酞菁蓝三种颜料，然后用偶联剂对亲油性不高的无机颜料铁红、铁黄颜料表面改性。通过亲油化度，Zeta电位、Tg、红外光谱和接触角等表征手段验证了改性后颜料的效果。然后将颜料加入到超高分子量聚乙烯与聚烯烃质量比为5:5与6:4的两个体系中，通过密炼机输出的实时力矩，初步确

3、定颜料添加量。然后通过双螺杆挤出机对所有共混颜料体系进行造粒，通过RH7双筒毛细管流变仪研究了共混母粒的可纺性，之后通过Min-lab双螺杆纺丝机制备出有色纤维并对其进行牵伸。测试了所得纤维的结晶度和力学性能。采用电脑测色配色系统、摩擦牢度仪、日晒牢度仪等手段对熔纺有色纤维的染色深度（K/S）、摩擦牢度、日晒牢度等进行了表征。结果表明，酞菁蓝颜料以及改性后的铁红、铁黄颜料其接触角可达150°以上，Zeta电位可达40mV以上，具有良好的疏水性，并在UHMWPE中具有良好的分散性与相容性。在同一温度条件下，共混体系中颜料含量小于1%时，粒子主要起润滑作用，降低了体系黏度，

4、随着颜料添加量的增大，摩擦作用增强，其流变性、纺丝性能、牵伸性能下降，未改性无机颜料添加量3%时断丝明显，经过偶联剂改性无机颜料其添加量5%时仍具有良好的可纺性；添加颜料后纤维的力学性能下降，同一颜料同等添加量下，添加未改性无机颜料的有色纤维比添加改性颜料，力学性能下降更明显，优化条件下，在超高分子量聚乙烯与聚烯烃5:5体系中，钛酸酯偶联剂改性的铁红颜料熔纺初生丝经牵伸后纤维最大断裂强度为615.51MPa，对应的K/S值为13.277，湿摩擦牢度4-5级，干摩擦牢度5级，日晒牢度7-8级，酞菁蓝颜料熔纺初生丝经牵伸后纤维最大断裂强度为I668.03MPa，对应的K/S

5、值为14.004，湿摩擦牢度4级，干摩擦牢度5级，日晒牢度7-8级。关键词：超高分子量聚乙烯；硅烷偶联剂；钛酸酯偶联剂；原液着色；熔融纺丝IISTUDYONDOPEDYEINGWITHMELTSPINNINGOFULTRA-HIGHMOLECULARWEIGHTPOLYETHYLENEFIBERAbstractThispaperstudiedthemethodthataddingthemodifiedagentoflowdensitypolyethylenetotheultra-highmoleculeweightpolyethylene(UHMWPE)toimprov

6、etheboundnodeinlargemoleculesofUHMWPEandtoincreasethemeltliquid,andthenacquiredthemeltingfiberofUHMWPE,andatlastadoptingthedopedyeingtoproducethemelt-spinningUHMWPEfiber.Firstly,itwasstudiedbythetestofpigmentparticlesize,heatresistanceandhydrophilicinthispaperasthedopedyingrequested.Sele

7、ctedthreekindsofpigmentthatincludedironoxideredFe2O3ironoxideyellowZnFe2O4andphthalocyanineblue,andthenmodifiedtheinorganicpigmentironoxideredandironoxideyellowwhichhaslowerhydrophilic.Studiedontheeffectofmodifiedpigmentbytheoil-absorbedvalue,zetapotential,FTIR,SEM,contac