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作为当今世界三大高性能纤维之一,超高分子质量聚乙烯纤维(又称高强高模聚乙烯或UHMWPE纤维)以其优异的性能应用于许多领域,其产量也自问世以来得到了飞速发展。随着超高分子质量聚乙烯纤维的大规模使用以及人们对它的认识逐渐加深,其性能缺陷也逐渐暴露出来,如其制品的抗蠕变性能差,使用温度通常在70℃以下,高于此温度使用时通常会导致纤维材料的结构变形、力学性能下降;粘附性能差,与其它材料进行共混改性时两相界面容易发生相分离(脱粘)而达不到改性目的。这些缺点都极大地制约了超高分子质量聚乙烯纤维使用领域的拓宽。与聚乙烯相比,聚丙烯耐热性能更好、蠕变更低、粘附性能更好,并且和聚乙烯具有良好的相容性。但其理论模量较聚乙烯低很多,大大限制了其在对力学性能要求较高的场合的使用。设想将两种聚合物优势互补制备一种合金纤维使得超高分子质量聚乙烯在超高分子质量聚丙烯(UHMWPP)基体中原位成纤形成一种“钢筋”骨架,从而提高UHMWPP纤维的强度和模量,势必具有可观的应用前景。在对以上设想进行深入研究后探索出了针对聚乙烯3个主要性能缺陷的改进方法并申请了三项国家发明专利(分别为公开号CN101046005;申请号200710044032.1;3.2007100416743.2)。在实际加工过程中由于UHMWPP/UHMWPE冻胶体系的粘度特别大、对温度敏性大,使得合金纤维的成形极其困难、加工过程不容易控制。因此本文对UHMWPP/UHMWPE冻胶体系进行了动态流变测试,结果表明180℃时UHMWPE添加量为3wt%的冻胶体系具有最好的综合性能;其体系具有较高的储能、损耗模量,较低的耗散系数与粘流活化能。研究了UHMWPE对合金纤维结晶特性的影响,结果表明UHMWPE加入后起到了成核剂作用,使得成核温度大幅提高、结晶速率增大、所得晶体更加规整完善、结晶度更高、脆性降低。对UHMWPP/UHMWPE合金纤维进行结构与性能研究的结果显示UHMWPP与UHMWPE表现出了很好的相容性,合金纤维的韧性以及断裂界面间的粘附性都得到了极大提高。当UHMWPE的添加量不少于3wt%时,发现其在合金纤维中原位成纤充当一种“钢筋骨架”大大改善了合金纤维的力学性能。还确定了合金纤维中UHMWPP的α-晶松弛温度在100-120℃。在此温度以上拉伸时,会使合金纤维具有更为优异的拉伸性能与力学性能。合金纤维的力学性能主要由拉伸倍率决定,高UHMWPE含量的合金纤维通常具有更好的拉伸性能、力学性能以及热稳定性能。