加捻与包缠对UHMWPE纤维束结构与性能的影响*

李仁豪 张春华 向 鑫 吴 凡 熊自明 张中威 刘 欣

1. 武汉纺织大学材料科学与工程学院, 湖北 武汉 430200；2. 南京理工大学机械工程学院, 江苏 南京 210094；3. 中国人民解放军陆军工程大学爆炸冲击防灾减灾国家重点试验室，江苏 南京 210007

超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)纤维和芳纶、碳纤维同属高性能纤维，它因具有传统高性能纤维的高强度、高模量和高耐磨等优异性能而在国防等领域广泛应用[1-2]。UHMWPE纤维表面非常光滑，化学惰性强。采用UHMWPE纱进行织造的过程中，单丝易发生相对滑移而使纱线松散成单丝，出现纤维纠缠、起毛等现象，甚至造成大量单丝断裂，导致织造无法顺利进行。Osterom等[3]应用离子体法对UHMWPE纤维的表面进行改性，可赋予UHMWPE纤维一定的表面粗糙度和附着力，但该方法对UHMWPE纤维表面有损伤，影响UHMWPE纤维的力学性能。加捻法和包缠法是将众多单丝固定在一起的两种有效方法，它们通过控制捻度使纤维束中单纱间的排列更加紧密。本文首先对UHMWPE纤维束进行加捻、包缠及热定型处理，然后研究不同的加捻和包缠条件对UHMWPE纱线表面形貌和力学性能的影响。

1 试验

1.1 材料与设备

型号为200D、400D、600D的3种UHMWPE无捻纤维束，湖南中泰特种装备有限公司；无水乙醇，分析纯，国药集团化学试剂有限公司。

HFX-05型并捻联合机(苏州市华飞纺织科技有限公司)，HFX-A6型花式纺纱机(苏州市华飞纺织科技有限公司)，HFX-01型络筒机(苏州市华飞纺织科技有限公司)，ME104型电子天平(瑞士梅特勒-托利多公司)，KBF恒温恒湿箱(德国 BINDER 公……