一种超高分子量聚乙烯/聚酯复合纱及其制备方法

技术领域

本发明属于高性能复合纱领域，特别是一种超高分子量聚乙烯/聚酯复合纱及其制备方法。

背景技术

聚乙烯纤维因其高强高模的性能，广泛应用于防护服的生产，同时聚氨酯涂层整理方式常用于提升高性能纤维纺织品的防水效果。然而，聚乙烯纤维具有局限性，分子间相互作用力较小且表面活性基团少，高纤度和低比表面积对纤维和树脂的界面结合不利；熔点仅为150℃，对高温不敏感，不宜用于较高温度的场合；纤维具有较差的抗蠕变性和很容易在连续载荷下变形的特点，不宜用于连续载荷下使用；其化学性质是惰性的，其表面的极性也是很弱，因此很难将其应用于复合材料的制作。

现有技术中，通常会采用将聚乙烯纤维与其他纤维进行混纺，优势互补，解决上述问题，但是超高分子量聚乙烯纤维表面过于光滑，与其他纤维混纺时抱合力差，同时混纺过程中易产生静电，影响纱线品质；也有的在超高分子量聚乙烯纤维中加入填料来解决磨损和结合性较差等问题，但是，填料的加入存在亲和性问题，分散性差，最终还会影响材料本身。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种超高分子量聚乙烯/聚酯复合纱及其制备方法。

一种超高分子量聚乙烯/聚酯复合纱的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、利用五倍子粉末和儿茶粉末分别制备得到五倍子提取液和儿茶素提取液；

步骤2、将五倍子提取液和儿茶提取液按一定比例混合，并加入一定量的碳酸钠，得混合处理液。

步骤3、将超高分子量聚乙烯长丝在混合处理液中浸泡5小时以上，烘干后得到改性超高分子量聚乙烯长丝；

步骤4、将改性超高分子量聚乙烯长丝和聚酯长丝在环锭并联捻合机经过并合加捻，得到高分子量聚乙烯长丝/聚酯复合纱。

进一步的，所述超高分子量聚乙烯长丝为大筒的超高分子量聚乙烯长丝络筒后的小型卷状纱线。

进一步的，所述步骤1具体为，将五倍子和儿茶分别打成粉末后放入烧杯中并加入蒸馏水，恒温条件下提取一段时间，抽滤得到五倍子提取液和儿茶素提取液。

进一步的，五倍子和儿茶的质量与蒸馏水的质量比均为(10-30)：(200-600)。

进一步的，五倍子和儿茶的提取温度为80-100℃，提取时间50-70min。

进一步的，所述步骤2中五倍子和儿茶的质量比例为(1-3):1,碳酸钠的质量克数与混合液体积毫升数的比值为(1-3):100。

进一步的，所述混合处理液体积毫升数与超高分子量聚乙烯长丝的克数比值为(50-100):1。

进一步的，超高分子量聚乙烯长丝的线密度为20-30tex，聚酯长丝为DTY长丝，线密度为10-20tex。

进一步的，并捻加工的捻度设置为200-500捻/m，并捻机的环锭转速为3800-4300r/m，前罗拉线速为36-45r/m。

一种超高分子量聚乙烯/聚酯复合纱，由上述方法制备得到。

本发明的有益效果为：本发明的超高分子量聚乙烯/聚酯复合纱所用材料经济易得，制备方法工艺绿色环保，天然植物五倍子和儿茶混合液处理改善了超高分子量聚乙烯和聚酯的复合，同时和聚酯一起进一步改善了超高分子量聚乙烯与树脂涂层结合的能力，纱线的强力，耐磨损性相较未处理过的进一步提高。

具体实施方式

下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种超高分子量聚乙烯/聚酯复合纱的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、利用五倍子粉末和儿茶粉末分别制备得到五倍子提取液和儿茶素提取液；

步骤2、将五倍子提取液和儿茶提取液按一定比例混合，并加入一定量的碳酸钠，得混合处理液。

步骤3、将超高分子量聚乙烯长丝在混合处理液中浸泡5小时以上，烘干后得到改性超高分子量聚乙烯长丝；

步骤4、将改性超高分子量聚乙烯长丝和聚酯长丝在环锭并联捻合机经过并合加捻，得到高分子量聚乙烯长丝/聚酯复合纱。

作为一种实施方式，所述超高分子量聚乙烯长丝为大筒的超高分子量聚乙烯长丝络筒后的小型卷状纱线。

作为一种实施方式，所述步骤1具体为，将五倍子和儿茶分别打成粉末后放入烧杯中并加入蒸馏水，恒温条件下提取一段时间，抽滤得到五倍子提取液和儿茶素提取液。

作为一种实施方式，五倍子和儿茶的质量与蒸馏水的质量比分别为(10-30)：(200-600)。

作为一种实施方式，五倍子和儿茶的提取温度为80-100℃，提取时间50-70min。

作为一种实施方式，所述步骤2中五倍子和儿茶的质量比例为(1-3):1,碳酸钠的质量克数与混合液体积毫升数的比值为(1-3):100。

作为一种实施方式，所述混合处理液体积毫升数与超高分子量聚乙烯长丝的克数比值为(50-100):1。

作为一种实施方式，超高分子量聚乙烯长丝的线密度为20-30tex，聚酯长丝为DTY长丝，线密度为10-20tex。

作为一种实施方式，并捻加工的捻度设置为200-500捻/m，并捻机的环锭转速为3800-4300r/m，前罗拉线速为36-45r/m。

一种超高分子量聚乙烯/聚酯复合纱，由上述方法制备得到。

下面结合具体的实施例对本发明作进一步说明：

实施例1

本实施例中应用本发明提供的超高分子量聚乙烯/聚酯复合纱的加工方法对超高分子量聚乙烯长丝进行处理，具体的操作步骤如下：将20tex的大筒的超高分子量聚乙烯长丝和15tex的聚酯DTY长丝分别络筒为小型卷状纱线；将20g五倍子和20儿茶分别打成粉末后放入烧杯中并加入400g蒸馏水，在100℃提取60min，抽滤得到五倍子提取液和儿茶素提取液。取60m l五倍子提取液和40ml儿茶素提取液，加入2g碳酸钠组成混合处理液；将小卷装超高分子量聚乙烯长丝在混合处理液中浸泡6小时，超高分子量聚乙烯长丝质量与处理液的克重比为1:50，之后烘干得到改性超高分子量聚乙烯长丝。将改性超高分子量聚乙烯长丝和聚酯长丝在环锭并联捻合机经过并合加捻，捻度设置为350捻/m,并捻机的环锭转速为4000r/m，前罗拉线速为40r/m,得到高分子量聚乙烯长丝/聚酯复合纱,所得复合纱的强力为57.8N，耐磨次数321次。将复合纱涂覆聚氨酯后，纱线强力为66.2N，耐磨次数为612次。

对比例1

对比例1与实施例1的区别仅在于：不需要提取五倍子提取液和儿茶素提取液，超高分子量聚乙烯长丝不用混合液处理，其他步骤与实施例1基本相同，在此不再赘述。将对比例1和实施例1中处理得到的超高分子量聚乙烯/聚酯复合纱进行对比，结果表明对比例1制得的复合纱的强力为45.6N，耐磨次数185次。将复合纱涂覆聚氨酯后，纱线强力为53.3N，涂层的耐磨次数为491次。跟实施例1相比，对比例1耐磨性和力学性能均较差，该结果进一步说明了五倍子和儿茶素表面改性处理可以提升复合纱的界面性能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。