随着航海事业不断发展，人们对用于海底缆绳和海上航标固定绳方面的纤维原料性能和需求量不断提高。众所周知，由高密度聚乙烯(PE-HD)纤维制成的缆绳力学性能极好，耐海水腐蚀性能优异，同时具有耐紫外线腐蚀等优点，但其价格高、纺丝困难，不能单独作为海上绳缆的材料。
聚丙烯(PP)纤维价格低廉，耐酸碱腐蚀性较好，具有极佳疏水性能，密度也是常见的合成纤维中最小的。但PP纤维力学强度差，仍存在成型收缩率大和低温易脆裂的缺点，在纺丝过程中容易发生起毛。PP熔点为170℃，比较低，较低的熔点使PP纤维加工生产过程简单，也使PP纤维耐热性不好，稳定性差。因此研究如何同时提高PP纤维的力学性能和耐热性能就迫在眉睫。
为了保证PP／PE-HD纤维能够具有良好的耐高低温性能以适应昼夜温差巨大的要求，就需考虑添加一种既不能影响纤维的力学性能，添加量也要严格控制的填料。于是具备“微量高效”条件的石墨烯成为了填料首选，石墨烯的力学性能以及耐热性能都很优异，用其改性PP纤维的力学性能也鲜有报道。齐齐哈尔大学武卫莉等使用力学性能优异的PE-HD来充当石墨烯和PP之间分散介质，制备了高性能的PP／PE-HD／石墨烯纤维材料。
熔融纺丝过程
选用石墨烯和PE-HD共同改性PP，并使用共混熔融纺丝法进行纺丝，纺丝过程如下：
PP／PE-HD／石墨烯纤维性能
SEM照片
单独使用石墨烯增强PP纤维，石墨烯由于团聚分散不匀；而高弹性模量的PE-HD改性PP纤维发现纤维表面粗糙，有大量细纹。当同时加入石墨烯和PE-HD改性PP纤维时，其纤维表面无细纹，能够发现有细小的微片存在，证明石墨烯可以均匀地混合在PP／PE-HD中，进一步证实了石墨烯协同PE-HD可以改性PP纤维。
结论
PP纤维目前的应用主要是作为增强相，用来改性树脂或混凝土等材料，而作为基相研究较少。而价格低廉的PP纤维存在力学性能差、耐热性不好等缺点，难以成为应用在海洋领域所需的绳缆材料，而使用力学性能和耐热性极佳的石墨烯以及高模量的PE-HD纤维改性PP纤维恰好能弥补这些不足，相信在不久的将来，用石墨烯及PE-HD改性的高强度PP合成纤维一定会在海洋等军事领域中发挥不可替代的作用，而改性PP纤维所制得的合成纤维也会越来越受到人们的重视。
详细内容请浏览《工程塑料应用》2020年第1期文章《改性聚丙烯纤维研究进展》，作者武卫莉，李响。
粤公网安备 44190002005690号
