超高强型超高分子量聚乙烯纤维多级热拉伸过程中的蠕变行为

来源：现代纺织技术杂志2024年第10期北京时间：

作者：郑硕, 王勇军, 金依林, 王刚强, 戴钧明, 吕汪洋

单位：1. 浙江理工大学纺织纤维材料与加工技术国家地方联合工程实验室，杭州 310018；2 浙江省现代纺织技术创新中心，浙江绍兴 312000

摘要：蠕变行为是限制超高强型超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纤维应用领域的关键因素。为研究超高强型UHMWPE纤维在多级热拉伸过程中的蠕变行为，以工业生产线上不同热拉伸倍率纤维为样品，采用二维广角X射线衍射仪、万能试验机和化纤高强丝蠕变性能测试仪，表征纤维在热拉伸过程中的凝聚态结构、力学性能和蠕变行为。分析了不同温度、应力下纤维蠕变率的变化规律，以及蠕变大小与纤维结构和力学性能的相关性。结果表明：随着热拉伸的分级进行，纤维的结晶和取向度分别可达88.97%和0.973，同步改善了纤维的力学性能和抗蠕变性能。当测试温度低于70 ℃时，纤维蠕变不明显；随着施加应力的增加，蠕变表现出快速增加和缓慢增长两个阶段，两个阶段的转变时间点随着温度和施加应力的增加而缩短。但当温度达到90 ℃时，纤维的蠕变呈现不断加速的结果，施加应力越大，后期的蠕变加速度也越大。当纤维发生10%的蠕变后，其断裂强力得到提高，而当蠕变超过20%时，力学性能转而变差。

关键词：超高分子量聚乙烯（UHMWPE）,凝聚态结构,蠕变行为,力学性能,热拉伸