超高分子量聚乙烯纤维染色研究进展

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1、超高分子量聚乙烯纤维染色研究进展　　摘要：本文以超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纤维为对象，针对UHMWPE纤维结晶度极高、缺乏染色基团的难题，从原液着色法、常规染料染色法、特定染料结构开发、特殊染色工艺等方面着重介绍了目前国内外对UHMWPE纤维染色的研究进展。　　关键词：超高分子量聚乙烯；原液着色；染色工艺；染料　　中图分类号：TS193.8文献标志码：A　　ResearchProgressinDyeingProcessofUHMWPEFiber　　Abstract：Duetoitshighdegreeofcrystallinityandthelackofr

2、eactivegroups，thedyeingpropertyofUHMWPEfiberwaspoor.TheresearchprogressindyeingofUHMWPEfiberwassummarizedfromtheliquidcoloringmethod，aconventionaldyeingmethod，thedevelopmentofspecificstructuredyemethodandthespecialdyeingmethod.　　Keywords：ultrahighmolecularweightpolyethylene；dopedyein

3、g；dyeingprocess；dyes　　超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纤维是分子量在100万～7500万的线型结构聚乙烯，是世界上继碳纤维、芳纶纤维之后，出现的第三代高强、高模、高科技的特种纤维。虽然UHMWPE纤维与普通聚乙烯纤维的主链结构相同，但是极高的分子量赋予了UHMWPE纤维稳定性好，耐磨擦，耐切割，耐化学腐蚀，高结晶度，高防水性，抗冲击以及表面光滑，质轻、柔软等优良特性。　　随着应用领域的拓宽，市场对有色UHMWPE纤维的需求日益提升，但是由于UHMWPE纤维分子结构及特性的影响，常规纤维染色方法对UHMWPE纤维都不适用，导致色彩制约问题日益

4、突出，研制有色UHMWPE纤维成为重要课题，本文针对UHMWPE纤维染色的研究进展进行阐述。　　1UHMWPE纤维的原液着色　　目前，制备UHMWPE纤维常采用凝胶-超拉伸纺丝法，其基本工艺步骤为：溶解超高分子量聚乙烯→制备凝胶状溶液→制备冻胶纺丝→制备超高分子量聚乙烯纤维。而原液着色方法就是在纺丝前将凝胶纺丝液着色，然后纺丝得到有色UHMWPE纤维。原液着色法是目前着色UHMWPE纤维应用最广泛的方法。　　宁波大成新材料股份有限公司以超高分子量聚乙烯树脂为主体，与有机颜料色粉及添加剂混合，制备有色树脂混合料，然后对其进行熔融挤压，制成色母粒，再将色母粒磨成均匀

5、粉状，即得UHMWPE纺丝专用色母粒，进行后续纺丝获得有色UHMWPE纤维。　　剑乔科技江苏有限公司将颜料与低分子量聚乙烯混合后，加入到主双螺杆制备的UHMWPE溶液中，在流经喷丝孔时，由于其黏度较低，故自发性向纤维表面迁移，形成颜料含量由纤维表面向中心递减的梯度结构的凝胶纤维，再经后续处理得到颜料含量梯度分布的成品纤维。7　　运用颜料直接与溶剂混合很难配制特别均一的染液，故常熟绣珀纤维有限公司将纳米级有机杂环颜料与UHMWPE粉末混合，经加工得到有色纺丝原液，再进行后续热拉伸等步骤可得到有色UHMWPE纤维。　　荷兰帝斯曼公司同样采用原液染色法对UHMWPE纤

6、维进行着色，该公司将超高分子量聚乙烯溶于十氢化萘后与再与颜料混合配制成有色纺丝液，经喷丝孔喷出得到有色初始纺丝束，然后进行冷却、拉伸等步骤即完成有色UHMWPE纤维的生产。　　2UHMWPE纤维的常规染色　　用染料给纤维直接染色是最简便、快捷的着色方法，但是UHMWPE纤维的大分子链中仅含有C―C和C―H两种基团，不存在其他极性官能团，且纤维的极端疏水性和高水平结晶性，使一般的染料及染色工艺无法对其着色。为突破这一瓶颈，很多研究者通过以UHMWPE纤维初生丝为对象、改变工艺条件等方法改善UHMWPE纤维的染色。　　黑龙江金源仑特种纤维有限公司在UHMWPE纤维初

7、生丝阶段，即还未牵伸形成高取向、高结晶的分子链段前，用染色载体、染料和渗乳剂等配制成染液喷涂到UHMWPE纤维的初始纺丝束上，再经后续高温拉伸等工艺处理得到有色纤维，经检测纤维断裂强度达到30cN/dtex，模量在1100g/D以上。　　绍兴金渔纺织新技术有限公司利用分散染料或酸性染料借助匀染剂和导染剂着色预处理后的纤维，着色结束后将染液迅速排掉，再注入冷冻水处理后完成染色，可进行后处理。　　杭州祥盛高强纤维材料股份有限公司采用双温载体染色法对UHMWPE纤维进行着色。首先用甲基萘系与邻苯基苯酚系染色载体、分散剂、匀染剂及水配成染液，再进行双温染色，就可制得所需

8、颜色的UHMWPE纤维。