本技术属于聚乙烯纤维改性技术领域,主要介绍了一种利用环保低温浸渍液对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维进行改性的方法及其产品。该技术通过真空连续等离子处理替代传统一浴活化液,有效解决了UHMWPE纤维表面沉积难题。采用低温解封的封闭型异氰酸酯、低聚多元醇、交联剂等原料制备低温环保浸渍液,通过异氰酸酯与多元醇、交联剂反应形成氨基甲酸酯树脂网络结构,同时乳胶与橡胶共硫化,实现纤维与橡胶的良好界面结合。
背景技术
超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维是目前世界上比强度和比模量最高的纤维,与碳纤维、芳纶纤维并称当今世界三大高科技特种纤维。UHMWPE纤维以其卓越的机械性能,如高强度、高模量和低密度,广泛应用于防弹衣、绳缆、海洋等领域。随着橡胶和塑料工业的快速发展,纤维增强橡胶复合材料正朝着轻质、高强度和长寿命方向发展。UHMWPE纤维具有高强度、高模量、耐磨性和耐切割性、耐化学性、轻质特性和低成本等优势,因此更加满足轻量化高强度橡胶制品的需求。然而,超高分子量聚乙烯纤维表面的化学惰性导致其与橡胶的界面结合力较弱,大大限制了其在橡胶制品中的应用。
目前,增强纤维/橡胶界面的最有效技术是间苯二酚-甲醛-乳胶(RFL)浸渍工艺。RFL浸渍是目前工业中最常用的纤维表面处理方法,可显著改善芳纶纤维、尼龙纤维和聚酯纤维与橡胶间的界面粘合能力。然而,RFL浸渍工艺的浸渍液需要使用有毒害的间苯二酚和甲醛;在开放式浸渍和高温硫化过程中,甲醛很容易释放到空气中,严重危害工人和用户的健康。由于这些环境和健康问题,RFL浸渍工艺将不可避免地在未来被淘汰。
另外,RFL浸渍工艺的浸渍液的固化温度较高,通常超过200℃,远远高于UHMWPE纤维的熔点(约150℃);如果采用RFL浸渍工艺处理UHMWPE纤维,固化过程中,在浸渍液还未固化的时候UHMWPE纤维就熔化了。而且RFL浸渍工艺中的一浴活化液也难以在惰性的UHMWPE纤维上生效,导致浸渍液不能跟纤维建立化学键连接(因为UHMWPE纤维表面没有任何可以与它反应的活性基团)。因此,RFL浸渍工艺无法用于处理UHMWPE纤维。
实现思路