高强高模聚乙烯纤维纸的制备及性能研究

高强高模聚乙烯(UHMWPE),UHMWPE纤维作为三大高性能纤维之一,已经在多个领域得到了应用。它的高强高模性,在其他行业已经崭露头角,作为高性能纤维,它的密度比水小,这在高性能纤维中是独一无二的。

论文研究了UHMWPE纤维的分散,纸的制备,以及相关的性能研究。本文以UHMWPE短切纤维为原料,通过湿法抄纸工艺制备得到了纸。UHMWPE纤维纸制备工艺研究主要分为两部分,分别是UHMWPE纤维在水中的分散研究和纸的湿法成型的研究。首先,研究纤维在水中的分散工艺时,探讨了用于纤维分散的化学助剂的种类和用量,以及纤维的预处理分散方法。UHMWPE纤维的化学结构中没有活性基团,不具有亲水性,且密度小于1,在水中呈现上浮状态,通过渗透剂的作用,降低了纤维在水中的界面张力,再辅助添加分散剂PEO,能够使纤维得到良好的分散。

对渗透剂预处理纤维的方法进行了对比,优选超声预处理作为Z有效的预处理方法。在湿法成型过程中,添加了羧基丁苯胶乳、阳离子聚丙烯酰胺、PEO,羧基丁苯胶乳提供羧基与阳离子聚丙烯酰胺一起起到增强和助留助率的作用,通过强度、SEM图像、纸页匀度等性能对效果进行了表征,探讨了化学助剂的Z佳用量,Z终优选渗透剂SF、分散剂PEO、羧基丁苯胶乳和阳离子聚丙烯酰胺的Z佳用量分别是9%、0.1%、8%和0.9%。