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超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维具有高强度、高模量、质轻柔软、耐磨、抗冲击、抗化学腐蚀等许多优异的性能,广泛应用于防弹防刺、绳索及纤维增强复合材料领域。然而UHMWPE纤维分子间作用力弱,在较高温度和应力条件下会发生蠕变现象,使其使用寿命缩短,大大限制了UHMWPE纤维的应用,需对UHMWPE纤维进行交联改性,硅烷交联改性是一种常用的改善UHMWPE纤维抗蠕变性能的方法。本文采用双螺杆溶胀、溶解工艺制备高浓度UHMWPE溶液,采用冻胶纺丝-超倍热拉伸法制备UHMWPE纤维,研究了纺丝采用的双螺杆螺纹元件及各区温度组合对制得UHMWPE原丝分子量的影响;然后采用过氧化苯甲酰(BPO)和乙烯基三甲氧基硅烷(VTMS)分别为引发剂和接枝改性剂,对UHMWPE冻胶纤维进行萃取改性,在后续超倍热拉伸阶段逐步引发硅烷在UHMWPE分子上的接枝、交联反应,制备出抗蠕变性能得到较大改善的UHMWPE纤维,并采用差示扫描量热仪(DSC)、X-射线衍射法(XRD)及强力仪等测试了改性前后UHMWPE纤维的热性能、结晶性能及力学性能变化。论文首先优化了双螺杆挤出机的螺纹元件组合及溶胀、溶解、冻胶纺丝工艺,减轻冻胶纺丝加工过程中的分子降解程度,制备较高力学性能的UHMWPE纤维。结果发现,通过更新螺杆螺纹元件组合,去掉大角度剪切元件,减少剪切元件的数量,使用小导程的输送元件,利于升压熔融,可一定程度上减弱螺杆对物料的剪切作用;通过适度降低前区输送温度,维持中区高溶解温度,大幅度降低后区输送温度,减轻UHMWPE的热降解;UHMWPE纤维的综合力学性能与纤维分子量有密切关系,UHMWPE冻胶原丝分子量高,超倍热拉伸后能够得到更高力学性能的纤维;以160万分子量UHMWPE为原料,采用溶液浓度为25%,通过设置合理的螺杆螺纹元件及各区温度组合,使得冻胶纺丝加工过程中UHMWPE分子降解率在50%以内,超倍拉伸后UHMWPE纤维断裂强度达到21.88cN/dtex。第二部分是对第二章优化条件制得的UHMWPE冻胶纤维采用萃取方式进行硅烷交联改性,改善UHMWPE纤维的抗蠕变性能。首先通过紫外吸收光谱法定量分析了改性剂溶液萃取过程中UHMWPE纤维对改性剂分子的吸附量,确定第三次采用萃取改性液对冻胶原丝进行超声萃取改性的时间以10min为宜;当采用萃取改性液中改性剂含量为3%时,每克UHMWPE纤维对改性剂分子的吸附量可达37.1mg;改性后UHMWPE纤维的凝胶含量随着萃取改性液中VTMS含量的增大而增大;改性纤维经酸性水浴进一步处理后,纤维凝胶含量进一步提高,最佳的酸性水浴处理温度为30℃,处理时间为12h。VTMS改性UHMWPE纤维的熔点、结晶度、结晶温度和取向度均随萃取改性液中VTMS含量的增大而呈现先增大后减小的趋势,纤维各晶面法线方向晶粒平均尺寸变化趋势则相反;硅烷交联改性UHMWPE纤维的拉伸力学性能有所降低;改性纤维进一步经酸性水浴处理后,随处理温度的升高或随处理时间的延长,制得纤维的力学性能均有所降低;较高VTMS浓度改性UHMWPE纤维表面出现微纤断裂现象,影响纤维的力学性能;当萃取液中VTMS浓度为4%,改性后纤维经三级热拉伸并进一步酸性水浴处理后,得到的改性UHMWPE纤维的凝胶含量为8.12%,断裂强度达18.78cN/dtex。VTMS萃取改性后UHMWPE纤维的抗蠕变性能得到明显提升;环境温度较高时,硅烷交联改性对纤维抗蠕变性能的提升效果更大。