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超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维作为世界三大高性能纤维之一,因为具有低密度、高强度、高模量的特点,在许多领域都得到了广泛应用,但高昂的生产成本限制了其在民用纤维领域的应用。为此我们考虑用低分子量聚乙烯(LMWPE)与UHMWPE共混制备低成本的UHMWPE/LMWPE中高强复合纤维。主要研究结果如下:以高密度聚乙烯(HDPE)为例,研究了UHMWPE/LMWPE复合纤维的制备工艺中几个重要参数对纺丝过程及最终纤维性能的影响。首先制备了一系列UHMWPE/HDPE (U/H)质量比的复合凝胶,流变测试表明U/H质量比为5:5时粘度最小,即最易于加工。探讨了U/H质量比、UHMWPE浓度和喷丝孔直径对制备的复合纤维的断裂强度的影响。选择出了制备UHMWPE/HDPE中高强复合纤维的最优工艺,即U/H质量比为5:5,UHMWPE浓度为30g/L,喷丝孔直径为0.5mm。采用上述最优工艺,制备了HDPE、低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)分别与UHMWPE的复合纤维,对三者的力学性能和微观结构进行了研究。结果表明,三者力学性能基本相同,强度均在20cN/dtex左右,杨氏模量均在380 cN/dtex左右;三种复合纤维直径均匀,约为20μm,与商品化UHMWPE纤维直径相当,即三种LMWPE均可与UHMWPE成功制备力学性能良好的中高强复合纤维。三种复合干凝胶的DSC测试结果表明三种LMWPE组分均与UHMWPE有较好的互容。在低拉伸倍数时,UH、UL和ULL三种复合纤维中凝聚态结构差异较大,即UH和ULL复合纤维中串晶发展比较完善,且结晶取向度较高,而UL复合纤维中串晶发展不完善,且结晶取向度较低,这是由于LDPE的分子上支链较多,规整性差,因而结晶能力和取向性均较差,而且与UHMWPE组分相分离程度大。在高拉伸倍数时,三种复合纤维均表现出完善的串晶结构,且结晶均表现出很高的取向度,这是三种复合纤维力学性能相同的微观结构基础。