1.1超高分子量聚乙烯（UHMWPE）

1.1.1超高分子量聚乙烯（UHMWPE）的性质与应用

超高分子量聚乙烯纤维是自上个世纪80年代发展起来的一种高性能纤维，工业化生产采用凝胶纺丝超倍拉伸技术，是凝胶纺丝技术中的代表产品。目前 UHMWPE 纤维用于工业生产的工艺路线主要有两种: 高挥发性溶剂干法凝胶纺丝工艺路线和低挥发性溶剂湿法凝胶纺丝工艺路线【1】。20世纪80年代，荷兰DSM公司开发出低成本、高浓度的高强聚乙烯纤维新工艺，最早实现了纤维的商业化【2】。

UHMWPE纤维具有优良的基本特性：高取向度，高结晶度，微纤沿拉伸方向排列规整度高，使用电子显微镜还能够观察到”串晶”结构；质轻，密度只有碳纤维的1/2，芳纶的2/3；优良的耐冲击性能，在相同条件下，UHMWPE纤维复合材料冲击吸收能量分别是碳纤维的1.8倍，芳纶的2.6倍；耐低温性好，使用温度可达-150℃；UHMWPE纤维绳索破裂循环数、耐磨性能和弯曲疲劳均比碳纤维、芳纶高，更适用于绳索；还具有耐紫外线辐射、介电常数低、电磁波透射率高、抗切割等优异性能【3】。

因此超高分子量聚乙烯被广泛运用于各行各业【4】。例如绳缆，海洋用绳，制作渔网； 安全防护，超高分子量聚乙烯纤维与树脂复合材料的抗冲击韧性非常好，具有较强的比冲击吸收能量，分别是E玻璃纤维复合材料、芳纶及碳纤维的1.8倍、2.6倍及3倍【5】，例如用于防弹的避弹衣、头盔、复合装甲等; 用于安全生产的防切割手套，护具，防冲击板材等; 用于高危环境下的防冲击护具，如警用防刺服，矿工防砸头盔等；休闲体育用品，用于网球拍、滑雪板、冲浪板等体育用品的骨架材料，以其优良的性能，赢得了使用者的喜爱；另外，复合材料的应用超高分子量聚乙烯纤维作为一种性能优异的材料，很多科研人员希望能够通过界面改性，合理结构与混杂形式的优化等方面，研究开发新一代高性能复合材料，拓展其应用领域。例如：航空航天结构材料、薄壁耐压容器、水上结构材料、高性能轻质雷达罩、医用高分子材料。

但是该纤维的缺点也很明显，超高分子量聚乙烯纤维的基本结构为聚乙烯，聚乙烯分子本为非极性分子，无极性基团，分子间作用力小，分子易发生内旋转。这些结构特点导致聚乙烯纤维熔点较低，通常不高于170℃ ; 耐蠕变性能差，70℃ ，72h，20% 负荷蠕变实验，原纤伸长率不低于3.0% 。并且因为聚乙烯分子结构简单没有极性基团，也使其表面加工性能差，不易做染色及粘结处理【6~7】。

1.1.2超高分子量聚乙烯（UHMWPE）的染色

由于聚乙烯不耐高温、表面加工困难、不易染色、不易与其他材料粘接等缺点，为了使其更好地进行染色，人们提出了两种染色方法。一种是在纤维形成的阶段加入颜料，但由于颜色在纤维成型的阶段就已决定所以应用相当受限制。另一种是化学改性纤维，也可以上染这些纤维，但有缺点，比如纤维的化学特性的损失和色牢度的降低等。

常见改性方法有：化学试剂处理(常通过化学试剂在纤维表面引入极性基团)、等离子处理(主要作用于纤维表面有限深度内数个分子)、电晕放电(主要作用于纤维表面，改性效果较差)、辐射引发表面接枝处理(常用于改善纤维与其它基体间的黏结性能)等【8~11】。金国周等公开了一种有色超高分子量聚乙烯的制备方法。该法将预定型、络筒后的纤维经预处理后，在匀染剂、导染剂存在的情况下，添加染料染色，染色后注入冷冻水进行后处理，能得到上染率高，染色均匀的纤维【12】。

1.2酞菁颜料