拉伸条件对熔融纺高密度聚乙烯/超高分子量聚乙烯纤维性能提升的影响

《Journal of Applied Polymer Science》：Effects of Drawing Conditions on Improving Fiber Properties of Melt-Spun High-Density Polyethylene/Ultrahigh-Molecular-Weight Polyethylene Fibers

熔融纺丝制备的HDPE/UHMW-PE纤维经120℃单次拉伸后强度达2.0 GPa，通过两步拉伸（145℃预拉伸+130℃高应变率拉伸）实现直径20μm和强度1.6 GPa的协同优化。

　　

摘要

本研究探讨了熔融纺丝高密度聚乙烯（HDPE）/超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）纤维的拉伸条件，以改善其机械性能和纤维直径。通过熔融纺丝制备了一种含有30% UHMW-PE的HDPE/UHMW-PE共混纤维。将这种共混纤维在120°C下进行拉伸处理后，得到了拉伸强度约为2.0 GPa的PE纤维，其强度明显高于以往通过熔融纺丝得到的PE纤维。此外，还开发了一种两步拉伸工艺，旨在同时减小纤维直径并提高纤维强度。首先在145°C的熔融状态下以较低的拉伸速率进行预拉伸；随后将预拉伸后的纤维在130°C和较高的拉伸速率下进行进一步拉伸。两步拉伸工艺的总拉伸比更高，从而实现了更显著的纤维细化效果。降低预拉伸过程中的拉伸比可以增加第二次拉伸时的拉伸比，进而提高纤维的拉伸强度。最终，通过这种两步拉伸工艺制备出了直径更小（约20 μm）且强度更高（约1.6 GPa）的PE纤维。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。