項目名稱：超高分子量聚乙烯纖維的高效制備和功能化

完成人：周新基、王燕萍、朱建軍、牛艷豐、夏于旻、何 勇、蔡 衛、王依民、楊建軍、李珣珣、倪建華

完成單位：江蘇九九久科技有限公司，東華大學

成果類別：應用類

項目簡介：

1 技術領域及研究必要性 本項目為化學工程領域。 超高分子量聚乙烯纖維是一種綜合性能優異的高性能纖維，具有斷裂強度高、模量高、密度小、抗沖擊性能好、耐腐蝕、抗紫外、耐切割等特點，在國防軍工、海洋工程、單兵防護等領域有著廣泛應用，是國家不可或缺的戰略材料。近年來隨著家紡、漁業等領域應用的拓展，其在全球的需求快速增長。 2 主要創新點 1）研發了國際先進的基于高濃度紡絲原液的超高分子量聚乙烯紡絲工藝和設備創新工藝（ZL201010023179.4），將超高分子量聚乙烯粉料和溶劑加熱攪拌，充分溶解后降溫粉碎得到凍膠粒；脫去部分溶劑制得聚乙烯紡絲原液，雙螺桿擠出制備超高分子量聚乙烯凍膠絲條。 2）國內首次研發了超高分子量聚乙烯凍膠纖維萃取干燥工藝（ZL201410079520.6）。高效的萃取干燥工藝配合安全高效的萃取劑，大大提高了凍膠絲后處理的生產效率。同時還自主開發了絲束在線運行監測裝置（ZL201620898754.8），該裝置可自動識別并在一定程度上減少毛絲、斷絲、團結現象，提高了生產穩定性，減輕了工人ZL勞動量，有助于提高生產效率。 3）國內首次研發了UHMWPE纖維專用包覆染料（ZL201610681585.7）的功能化改性技術，解決了超高分子量聚乙烯纖維染色不勻，色差大，色牢度低等問題，為其在家紡領域的應用拓展奠定了基礎。研發了表面涂覆技術和特制的涂覆設備（ZL201220490870.8），將阻燃劑涂覆于纖維表面，形成改善了阻燃性能。基于界面性能改善的納米改性功能化超高分子量聚乙烯纖維，再配合特制的涂覆裝置，可以大大提高纖維表面阻燃劑涂層的牢度和均勻性。 4）國內首次研發了石墨烯復合改性超高分子量聚乙烯無緯布制備技術（ZL201510165815.X）及其專用裝置（ZL201521011899.3）。自主開發了石墨烯復合改性高強度聚乙烯纖維無緯布產品，改性后的功能化纖維與聚氨酯膠的結合力更強，生產無緯布產品時可以使用更少量的膠來實現固定纖維和層間粘合的作用，生產的無緯布產品面密度更低，制成的下游防彈制品在同等防彈等級下減重20%，更能適應國內外不斷提高的防彈要求。 該工藝制備的產品殘余含油率≤0.005%、強度≥39cN/dtex、模量≥1400cN/dtex。項目授權發明專利4項，實用新型3項，發表相關論文8篇，經南通市科學技術局鑒定：高濃度PE凍膠紡制備高強高模纖維，強度高、模量高，本成果達到國際先進水平。 3 技術應用推廣情況 該成果成功應用于公司聚乙烯纖維項目，目前產能8000噸/年，近三年累計新增纖維銷售8088 噸，收入6.99 億元，利潤3.24 億元，稅收5391 萬元。產品經鹽城國泰、江蘇中益、寧波順安盾、寧波大成等公司使用，均認為產品強度高、模量高、性能穩定，可以替代進口，制備的防彈制品完全可以滿足國內警用、軍用以及美國司法協會防彈標準的要求。

主要知識產權目錄

近二年直接經濟效益