CN117306253A - 一种抗菌、抗蠕变、强粘附的超高分子量聚乙烯纤维的制备方法及其产品 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗菌、抗蠕变、强粘附的超高分子量聚乙烯纤维的制备方法及其产品，包括，将UIO‑66‑NH2与乙二醇二缩水甘油醚反应得到中间产物A；向中间产物A中加入多巴胺，反应得到产物B；将超高分子量聚乙烯粉末与溶剂混合，搅拌混合混匀，再经双螺杆挤出机挤出，依次经过计量泵和喷丝板纺丝，在水浴中冷却得到冻胶原丝；将得到的冻胶原丝室温下静置后，依次按顺序放置到混合液C、混合液D、极性溶液E中，得到表面改性的冻胶原丝；将改性冻胶原丝室温下静置后进行萃取、干燥、多级热牵伸，得到表面改性的超高分子量聚乙烯纤维。本发明通过对冻胶原丝进行处理，然后经过萃取干燥、超倍热牵伸等工艺，得到抗菌抗蠕变且表面粘结性提高的UHMWPE纤维。

Description

一种抗菌、抗蠕变、强粘附的超高分子量聚乙烯纤维的制备方 法及其产品
技术领域
本发明属于高性能纤维制备领域，具体涉及到一种抗菌、抗蠕变、强粘附的超高分子量聚乙烯纤维的制备方法及其产品。
背景技术
超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维是传统的三大高性能纤维之一，具有高强高模、耐紫外辐射、耐化学腐蚀、低介电常数等优异性能，广泛应用于军事、航空、航天和运动器械等领域。但是，纤维中聚乙烯分子链结晶度及取向度高、分子链缺少支链，长时间受力下易蠕变，而且表面光滑非极性、导致聚乙烯纤维在涂覆功能涂层时涂料难以牢固长久的粘附在纤维表面；此外，还导致其作为增强材料时与树脂基体的相互作用较弱，受力时易发生纤维脱胶，基体树脂的开裂等问题，严重制约了其在复合材料领域中的应用。
为了提高UHMWPE纤维的抗蠕变性能，目前，主要通过在UHMWPE纤维内部发生部分交联实现。申请号为CN202011219644.1专利公开了一种高模量抗蠕变超高分子量聚乙烯纤维及其制备方法，在UHMWPE纺丝原料中加入紫外光敏剂、交联剂、硅烷偶联剂，实现轻度交联，最终达到提升抗蠕变性能的目的，此外，该专利还能够有效控制UHMWPE大分子交联区域以及交联点密度，制备出的UHMWPE纤维具有高模量、抗蠕变、抗拉伸等性能。申请号为CN201410142484.3的专利公开了一种硅烷交联改性超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，将未经干燥处理的UHMWPE纤维置于改性溶液中，超声处理，然后进行多级热拉伸，即可得到具有抗蠕变性能和表面粘附性的改性纤维。
为了提高UHMWPE纤维的抗菌性能，主要通过在UHMWPE纤维表面涂覆一层抗菌涂层来实现。申请号为CN202210187597.X的中国发明专利公开了一种医用抗菌型UHMWPE缝合线及其制备方法，该专利将一层由聚二甲基硅氧烷与聚维酮碘构成的交联网络可吸液膨胀抗菌涂层涂覆到纤维表面，实现了抗菌性能。申请号为CN 202110504950.8的中国发明专利公开了一种抑菌型超高分子量聚乙烯有色纤维及其制备方法。该专利将UHMWPE干冻胶纤维浸渍到含有抑菌粒子和有色粒子的分散液中，使抑菌粒子和有色粒子均匀负载到UHMWPE干冻胶纤维中，实现纤维的抗菌性能。提高UHMWPE纤维的粘附性能，主要通过在UHMWPE纤维表面涂覆一层含有极性基团的涂层来实现。申请号为CN202111103441.0的中国发明专利公开了一种利用单宁酸和聚苯胺构建氢键改性超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，上述两种物质的涂覆有效地提升了纤维表面的粘附性。
可知，目前，现有的处理手段可以实现纤维的抗蠕变、抗菌及表面粘附性能的提升，但是一种处理手段只能实现单一的改性效果，如果想要得到多种性能提升，就需要进行多步涂覆，大大增加了经济成本。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明的目的是，克服现有技术中的不足，提供一种抗菌、抗蠕变、强粘附的超高分子量聚乙烯纤维的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种抗菌、抗蠕变、强粘附的超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，包括，
将UIO-66-NH2与乙二醇二缩水甘油醚反应得到中间产物A；
向中间产物A中加入多巴胺，反应得到产物B；
将超高分子量聚乙烯粉末与溶剂混合，搅拌混合均匀，再经双螺杆挤出机挤出，依次经过计量泵和喷丝板纺丝，在水浴中冷却得到冻胶原丝；
将得到的冻胶原丝室温下静置后，依次按顺序放置到混合液C、混合液D、极性溶液E中，得到表面改性的冻胶原丝；其中，所述混合液C为产物B、溶液F的混合物，溶液F为水、酒精、丙酮、甲醇、甘油中的一种或几种的混合物；所述混合液D为含有三羟甲基氨基甲烷盐酸盐Tris、溶液F、Cu+或Ag+离子的一种或两种混合物；所述极性溶液E为甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、二氧六环、四氢呋喃中的一种或多种的混合物；
将改性冻胶原丝室温下静置后进行萃取、干燥、多级热牵伸，得到表面改性的超高分子量聚乙烯纤维。
作为本发明所述制备方法的一种优选方案，其中：所述UIO-66-NH2与乙二醇二缩水甘油醚的摩尔质量比为1:1.5～1:5，制得中间产物A的反应时间为1～24h，反应温度为20～60℃，反应体系pH为9～12。
作为本发明所述制备方法的一种优选方案，其中：所述UIO-66-NH2与乙二醇二缩水甘油醚的摩尔质量比为1:1.5～1:3。
作为本发明所述制备方法的一种优选方案，其中：所述中间产物A与多巴胺的摩尔质量比为1:0.5～1:3，制得中间产物B的反应时间为1～24h，反应温度为20～60℃，反应体系pH为9～12。
作为本发明所述制备方法的一种优选方案，其中：所述超高分子量聚乙烯粉末占混合溶液总质量的4～15wt％，所述混合溶液中溶剂为碳氢化合物的一种或几种，包括十氢化萘、四氢化萘、煤油、石蜡油、白油中的一种或几种。
作为本发明所述制备方法的一种优选方案，其中：所述混合液C，其中，产物B在混合物中质量占比为0.5～20wt％；
冻胶原丝在混合液C中的浸泡时间为0.1～2h，浸泡温度为10～70℃。
作为本发明所述制备方法的一种优选方案，其中：所述混合液D中，Tris的质量占混合液D质量的0.1～2wt％，pH为6～10，Cu+或Ag+离子的质量占混合液D质量的1～8wt％；
冻胶原丝在混合液D中浸泡时间为0.2～3h，浸泡温度为20～60℃。
作为本发明所述制备方法的一种优选方案，其中：所述通过混合液C、混合液D中浸泡后的冻胶原丝在极性溶液E中的浸泡，其中，浸泡时间为2～60min，浸泡温度为20～60℃。
作为本发明所述制备方法的一种优选方案，其中：所述将改性冻胶原丝室温下静置后进行萃取、干燥、多级热牵伸，其中，萃取剂为二甲苯、二氯甲烷、石油醚、120#汽油中的一种或几种混合物，萃取温度为20～40℃，干燥温度为20～80℃，多级热牵伸工艺中牵伸热箱为3～6级，牵伸温度为80～148℃，热牵伸倍数为10～40倍。
本发明的再一个目的是，克服现有技术中的不足，提供一种抗菌、抗蠕变、强粘附的超高分子量聚乙烯纤维的制备方法制得的高分子量聚乙烯纤维，其特征在于：所述纤维表面含有极性基团，且抗菌抗蠕变、力学性能优异。
本发明有益效果：
(1)传统的制备具有抗菌抗蠕变、表面粘附性提升的功能UHMWPE纤维往往需要多步处理才能使纤维具有上述功能，这就存在处理工艺繁琐，生产成本增加等问题，本发明通过对冻胶原丝进行处理，然后经过萃取干燥、超倍热牵伸等工艺，得到抗菌抗蠕变且表面粘结性提高的UHMWPE纤维。
(2)本发明将新型填料产物B浸泡在冻胶原丝中，该产物B既含有多孔有机骨架结构UIO-66-NH2，又含有提升粘附性的多巴胺结构，然后在一定条件下使得产物B发生聚合，牢固粘附在冻胶原丝表面，此外，UIO-66-NH2结构既可以使得UHMWPE分子链发生缠结，又能够将抗菌离子Cu+或Ag+离子吸附到UIO-66-NH2内部，实现抗菌性能的持久释放，最后，通过后续工艺处理最终得到抗菌抗蠕变、表面粘附性提升的功能UHMWPE纤维。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为本发明实施例中新型填料产物B的制备工艺图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
本发明中UHMWPE粉末购自上海联乐化工科技有限公司，其粘均分子量700万。
本发明中纤维密度测试标准：FZ/T 01057.7-2007，密度梯度法；纤维强度、断裂伸长率测试标准：GB/T 19975-2005；纤维抗蠕变性能测试标准：参见GB/T19975.10-2005；单丝拔出力和界面剪切强度测试参照参见GB 2942-2009；粘均分子量测试标准：ASTM D4020-2018。
实施例1
(1)将UIO-66-NH2与乙二醇二缩水甘油醚(摩尔质量比为1:1.5)经由反应得到中间产物A，中间产物A的反应时间4h，反应温度为45℃，反应体系pH为10；
然后加入多巴胺(中间产物A与多巴胺的摩尔质量比为1:0.5)，反应得到产物B，制备的工艺图参见图1，中间产物B的反应时间为2.5h，反应温度为40℃，反应体系pH为11；
(2)将选好的UHMWPE粉末与溶剂(白油)混合(UHMWPE粉末占混合溶液总质量的6wt％)，机械搅拌使得混合混匀，再经双螺杆挤出机挤出，依次经过计量泵和喷丝板纺丝，在水浴中冷却得到冻胶原丝，其中，纺丝液浓度6wt％,双螺杆纺丝温度220℃，双螺杆转速120RPM，喷丝板与水浴之间距离3cm；
(3)将得到的冻胶原丝室温下静置后依次按顺序放置到混合液C、混合液D、极性溶液E得到表面改性的UHMWPE冻胶原丝；
其中，混合液C为产物B和水的混合物，产物B在混合物中质量占比为0.5wt％，冻胶原丝在混合液C中的浸泡时间为0.1小时，浸泡温度为10℃；
混合液D为三羟甲基氨基甲烷盐酸盐(Tris)、酒精和Ag+离子的混合物，Tris的质量占混合液D质量的0.1wt％，pH为6，浸泡时间为0.2小时，浸泡温度为20℃，Ag+离子的质量占混合液D质量的1wt％；
极性溶液E为乙醇，在极性溶液E中的浸泡时间为2分钟，浸泡温度为20℃；
(4)得到的改性冻胶原丝室温下静置后进行萃取、干燥、多级热牵伸得到表面改性的UHMWPE纤维，其中，萃取剂为二氯甲烷，萃取温度25℃，干燥温度为40℃，多级热牵伸工艺中牵伸热箱为三级，三级牵伸热箱温度分别为100、130、147℃，热牵伸倍数为26倍；
其中，所述的UHMWPE/改性PE复合纤维密度为0.96g/cm3，强度为36cN/dtex，断裂伸长率为2.7％，纤维与水的接触角为90°，纤维截面进行EDX测试，发现纤维中心区域(以圆形截面中心为圆心，0.9r为半径的圆形区域)的Zr含量为0.3wt％，Ag含量为0.4wt％，纤维截面边缘(圆形截面中心起0.9r到r之间的环形区域)的Zr含量为0.4wt％，Ag含量为0.5wt％，复合纤维粘均分子量为367万。
环氧树脂包埋测试单丝拔出力为8cN，环氧树脂/改性纤维复合材料界面剪切强度18MPa。且超声2小时以后，单丝拔出力和界面剪切强度保持率为97％。
抗蠕变性：70℃下经受1000MPa拉力30分钟后蠕变为2％；
抗菌性能：采用GB/T 20944.2-2007吸收法检测得到抑真菌率为99％，且水洗50次后，按照FZ/T 73023-2006标准检测得到的抑真菌率为99％。
实施例2
(1)将UIO-66-NH2与乙二醇二缩水甘油醚(摩尔质量比为1:5)经由反应得到中间产物A，中间产物A的反应时间为2h，反应温度为55℃，反应体系pH为11；
然后加入多巴胺(中间产物A与多巴胺的摩尔质量比为1:3)，反应得到产物B，中间产物B的反应时间为3h，反应温度为49℃，反应体系pH为10.5；
(2)将选好的UHMWPE粉末与溶剂(十氢化萘)混合(UHMWPE粉末占混合溶液总质量的8wt％)，机械搅拌使得混合混匀，再经双螺杆挤出机挤出，依次经过计量泵和喷丝板纺丝，在水浴中冷却得到冻胶原丝，其中，纺丝液浓度8wt％,双螺杆纺丝温度205℃，双螺杆转速110RPM，喷丝板与水浴之间距离2.5cm；
(3)得到的冻胶原丝室温下静置后依次按顺序放置到混合液C、混合液D、极性溶液E得到表面改性的UHMWPE冻胶原丝；
其中，混合液C为产物B和丙酮的混合物，产物B在混合物中质量占比为20wt％，冻胶原丝在混合液C中的浸泡时间为2小时，浸泡温度为70℃；
混合液D为三羟甲基氨基甲烷盐酸盐(Tris)、甘油和Cu+离子的混合物，Tris的质量占混合液D质量的2wt％，pH为10，浸泡时间为3小时，浸泡温度为60℃，Cu+离子的质量占混合液D质量的8wt％；
极性溶液E为二氧六环，在极性溶液E中的浸泡时间为60分钟，浸泡温度为60℃；
(4)得到的改性冻胶原丝室温下静置后进行萃取、干燥、多级热牵伸得到表面改性的UHMWPE纤维，其中，萃取剂为二甲苯，萃取温度35℃，干燥温度为50℃，多级热牵伸工艺中牵伸热箱为五级，五级牵伸热箱温度分别为90、110、130、140、148℃，热牵伸倍数为34倍；
其中，所述的UHMWPE/改性PE复合纤维密度为0.98g/cm3，强度为39cN/dtex，断裂伸长率为2.5％，纤维与水的接触角为90°，纤维截面进行EDX测试，发现纤维中心区域(以圆形截面中心为圆心，0.9r为半径的圆形区域)的Zr含量为0.2wt％，Cu含量为0.1wt％，纤维截面边缘(圆形截面中心起0.9r到r之间的环形区域)的Zr含量为8wt％，Cu含量为5wt％，复合纤维粘均分子量为390万。
环氧树脂包埋测试单丝拔出力为10cN，环氧树脂/改性纤维复合材料界面剪切强度20MPa。且超声2小时以后，单丝拔出力和界面剪切强度保持率为98％。
抗蠕变性：70℃下经受1000MPa拉力30分钟后蠕变为1％；
抗菌性能：采用GB/T 20944.2-2007吸收法检测得到抑真菌率为100％，且水洗50次后，按照FZ/T 73023-2006标准检测得到的抑真菌率为100％。
实施例3
(1)将UIO-66-NH2与乙二醇二缩水甘油醚(摩尔质量比为1:3)经由反应得到中间产物A，中间产物A的反应时间为8h，反应温度为35℃，反应体系pH为11；
然后加入多巴胺(中间产物A与多巴胺的摩尔质量比为1:2)，反应得到产物B，中间产物B的反应时间为5h，反应温度为46℃，反应体系pH为10；
(2)将选好的UHMWPE粉末与溶剂(四氢化萘)混合(UHMWPE粉末占混合溶液总质量的7wt％)，机械搅拌使得混合混匀，再经双螺杆挤出机挤出，依次经过计量泵和喷丝板纺丝，在水浴中冷却得到冻胶原丝，其中，纺丝液浓度7wt％，双螺杆纺丝温度215℃，双螺杆转速140RPM，喷丝板与水浴之间距离3.5cm；
(3)得到的冻胶原丝室温下静置后依次按顺序放置到混合液C、混合液D、极性溶液E得到表面改性的UHMWPE冻胶原丝；
其中，混合液C为产物B和丙酮的混合物，产物B在混合物中质量占比为10wt％，冻胶原丝在混合液C中的浸泡时间为1小时，浸泡温度为40℃；
混合液D为三羟甲基氨基甲烷盐酸盐(Tris)、甲醇和Ag+离子的混合物，Tris的质量占混合液D质量的1wt％，pH为8，浸泡时间为1.5小时，浸泡温度为40℃，Ag+离子的质量占混合液D质量的4.5wt％；
极性溶液E为四氢呋喃，在极性溶液E中的浸泡时间为31分钟，浸泡温度为40℃；
(4)得到的改性冻胶原丝室温下静置后进行萃取、干燥、多级热牵伸得到表面改性的UHMWPE纤维，其中，萃取剂为120#汽油，萃取温度30℃，干燥温度为50℃，多级热牵伸工艺中牵伸热箱为四级，四级牵伸热箱温度分别为100、120、140、145℃，热牵伸倍数为32倍；
所述的UHMWPE/改性PE复合纤维密度为0.97g/cm3，强度为37cN/dtex，断裂伸长率为2.9％，纤维与水的接触角为80°，纤维截面进行EDX测试，发现纤维中心区域(以圆形截面中心为圆心，0.9r为半径的圆形区域)的Zr含量为0.2wt％，Ag含量为0.2wt％，纤维截面边缘(圆形截面中心起0.9r到r之间的环形区域)的Zr含量为4wt％，Ag含量为2.5wt％，复合纤维粘均分子量为374万。
环氧树脂包埋测试单丝拔出力为7cN，环氧树脂/改性纤维复合材料界面剪切强度16MPa。且超声2小时以后，单丝拔出力和界面剪切强度保持率为99％。
抗蠕变性：70℃下经受1000MPa拉力30分钟后蠕变为3％；
抗菌性能：采用GB/T 20944.2-2007吸收法检测得到抑真菌率为99％，且水洗50次后，按照FZ/T 73023-2006标准检测得到的抑真菌率为100％。
实施例4
(1)将UIO-66-NH2与乙二醇二缩水甘油醚(摩尔质量比为1:3)经由反应得到中间产物A，中间产物A的反应时间为4.5h，反应温度为38℃，反应体系pH为10.5；
然后加入多巴胺(中间产物A与多巴胺的摩尔质量比为1:1)，反应得到产物B，中间产物B的反应时间为3.5h，反应温度为45℃，反应体系pH为9.5；
(2)将选好的UHMWPE粉末与溶剂(石蜡油)混合(UHMWPE粉末占混合溶液总质量的5wt％)，机械搅拌使得混合混匀，再经双螺杆挤出机挤出，依次经过计量泵和喷丝板纺丝，在水浴中冷却得到冻胶原丝，其中，纺丝液浓度5wt％,双螺杆纺丝温度200℃，双螺杆转速128RPM，喷丝板与水浴之间距离2.8cm；
(3)得到的冻胶原丝室温下静置后依次按顺序放置到混合液C、混合液D、极性溶液E得到表面改性的UHMWPE冻胶原丝；
其中，混合液C为产物B和水的混合物，产物B在混合物中质量占比为2wt％，冻胶原丝在混合液C中的浸泡时间为0.5小时，浸泡温度为20℃；
混合液D为三羟甲基氨基甲烷盐酸盐(Tris)、甲醇和Cu+离子的混合物，Tris的质量占混合液D质量的1wt％，pH为9，浸泡时间为2小时，浸泡温度为30℃，Cu+离子的质量占混合液D质量的3wt％；
极性溶液E为异丙醇，在极性溶液E中的浸泡时间为10分钟，浸泡温度为30℃；
(4)得到的改性冻胶原丝室温下静置后进行萃取、干燥、多级热牵伸得到表面改性的UHMWPE纤维，其中，萃取剂为石油醚，萃取温度34℃，干燥温度为60℃，多级热牵伸工艺中牵伸热箱为四级，四级牵伸热箱温度分别为100、115、135、145℃，热牵伸倍数为31倍；
其中，所述的UHMWPE/改性PE复合纤维密度为0.97g/cm3，强度为36cN/dtex，断裂伸长率为3.0％，纤维与水的接触角为72°，纤维截面进行EDX测试，发现纤维中心区域(以圆形截面中心为圆心，0.9r为半径的圆形区域)的Zr含量为0.05wt％，Cu含量为0.03wt％，纤维截面边缘(圆形截面中心起0.9r到r之间的环形区域)的Zr含量为7wt％，Cu含量为4wt％，复合纤维粘均分子量为358万。
环氧树脂包埋测试单丝拔出力为7cN，环氧树脂/改性纤维复合材料界面剪切强度16MPa。且超声2小时以后，单丝拔出力和界面剪切强度保持率为96％。
抗蠕变性：70℃下经受1000MPa拉力30分钟后蠕变为3％；
抗菌性能：采用GB/T 20944.2-2007吸收法检测得到抑真菌率为100％，且水洗50次后，按照FZ/T 73023-2006标准检测得到的抑真菌率为98％。
实施例5
(1)将UIO-66-NH2与乙二醇二缩水甘油醚(摩尔质量比为1:2.5)经由反应得到中间产物A，中间产物A的反应时间为10h，反应温度为25℃，反应体系pH为11；
然后加入多巴胺(中间产物A与多巴胺的摩尔质量比为1:1.5)，反应得到产物B，中间产物B的反应时间为6h，反应温度为30℃，反应体系pH为10；
(2)将选好的UHMWPE粉末与溶剂(白油)混合(UHMWPE粉末占混合溶液总质量的8wt％)，机械搅拌使得混合混匀，再经双螺杆挤出机挤出，依次经过计量泵和喷丝板纺丝，在水浴中冷却得到冻胶原丝，其中，纺丝液浓度8wt％,双螺杆纺丝温度220℃，双螺杆转速100RPM，喷丝板与水浴之间距离3.2cm；
(3)得到的冻胶原丝室温下静置后依次按顺序放置到混合液C、混合液D、极性溶液E得到表面改性的UHMWPE冻胶原丝；
其中，混合液C为产物B和甲醇的混合物，产物B在混合物中质量占比为6wt％，冻胶原丝在混合液C中的浸泡时间为1小时，浸泡温度为30℃；
混合液D为三羟甲基氨基甲烷盐酸盐(Tris)、酒精和Ag+离子的混合物，Tris的质量占混合液D质量的0.5wt％，pH为8，浸泡时间为1小时，浸泡温度为40℃，Ag+离子的质量占混合液D质量的6wt％；
极性溶液E为乙醇和异丙醇混合物，在极性溶液E中的浸泡时间为25分钟，浸泡温度为45℃；
(4)得到的改性冻胶原丝室温下静置后进行萃取、干燥、多级热牵伸得到表面改性的UHMWPE纤维，其中，萃取剂为二氯甲烷，萃取温度32℃，干燥温度为45℃，多级热牵伸工艺中牵伸热箱为五级，五级牵伸热箱温度分别为90、110、125、135、146℃，热牵伸倍数为37倍；
其中，所述的UHMWPE/改性PE复合纤维密度为0.97g/cm3，强度为40cN/dtex，断裂伸长率为2.6％，纤维与水的接触角为78°，纤维截面进行EDX测试，发现纤维中心区域(以圆形截面中心为圆心，0.9r为半径的圆形区域)的Zr含量为0.3wt％，Ag含量为0.3wt％，纤维截面边缘(圆形截面中心起0.9r到r之间的环形区域)的Zr含量为5wt％，Ag含量为2wt％，复合纤维粘均分子量为394万。
环氧树脂包埋测试单丝拔出力为9cN，环氧树脂/改性纤维复合材料界面剪切强度19MPa。且超声2小时以后，单丝拔出力和界面剪切强度保持率为98％。
抗蠕变性：70℃下经受1000MPa拉力30分钟后蠕变为2％；
抗菌性能：采用GB/T 20944.2-2007吸收法检测得到抑真菌率为100％，且水洗50次后，按照FZ/T 73023-2006标准检测得到的抑真菌率为99％。
对比例1(未改性纤维)
(1)将选好的UHMWPE粉末与溶剂混合(UHMWPE粉末占混合溶液总质量的4wt％)，机械搅拌使得混合混匀，再经双螺杆挤出机挤出，依次经过计量泵和喷丝板纺丝，在水浴中冷却得到冻胶原丝。
(2)得到的改性冻胶原丝室温下静置后进行萃取、干燥、多级热牵伸得到表面改性的UHMWPE纤维，其中，萃取剂为二氯甲烷，萃取温度35℃，干燥温度为50℃，多级热牵伸工艺中牵伸热箱为四级，四级牵伸热箱温度分别为100、115、135、145℃，热牵伸倍数为28倍；
(3)所述的UHMWPE/改性PE复合纤维密度为0.96g/cm3，强度为35cN/dtex，断裂伸长率为3.4％，纤维与水的接触角为110°，纤维截面进行EDX测试，发现纤维中心区域(以圆形截面中心为圆心，0.9r为半径的圆形区域)的锆元素Zr含量为0wt％，银(或者铜)元素Ag(或者Cu)含量为0wt％，纤维截面边缘(圆形截面中心起0.9r到r之间的环形区域)的Zr含量为0wt％，Ag(或者Cu)含量为0wt％，复合纤维粘均分子量为354万。
环氧树脂包埋测试单丝拔出力为2cN，环氧树脂/改性纤维复合材料界面剪切强度6MPa；
且超声2小时以后，单丝拔出力和界面剪切强度保持率为80％。
抗蠕变性：70℃下经受1000MPa拉力30分钟后蠕变为15％；
抗菌性能：采用GB/T 20944.2-2007吸收法检测得到抑真菌率为1％，且水洗50次后，按照FZ/T 73023-2006标准检测得到的抑真菌率为3％。
对比例2(混合液C浸泡时间过长、温度过低)
(1)将UIO-66-NH2与乙二醇二缩水甘油醚(摩尔质量比为1:1.5)经由反应得到中间产物A，然后加入多巴胺(中间产物A与多巴胺的摩尔质量比为1:1)，反应得到产物B；
(2)将选好的UHMWPE粉末与溶剂混合(UHMWPE粉末占混合溶液总质量的5wt％)，机械搅拌使得混合混匀，再经双螺杆挤出机挤出，依次经过计量泵和喷丝板纺丝，在水浴中冷却得到冻胶原丝；
(3)得到的冻胶原丝室温下静置后依次按顺序放置到混合液C、混合液D、极性溶液E得到表面改性的UHMWPE冻胶原丝；
其中，混合液C为产物B和水的混合物，产物B在混合物中质量占比为10wt％，冻胶原丝在混合液C中的浸泡时间为4小时，浸泡温度为0℃；
混合液D为三羟甲基氨基甲烷盐酸盐(Tris)、酒精和Ag+离子的混合物，Tris的质量占混合液D质量的1wt％，pH为7，浸泡时间为2小时，浸泡温度为50℃，Ag+离子的质量占混合液D质量的4wt％；
极性溶液E为甲醇，在极性溶液E中的浸泡时间为60分钟，浸泡温度为40℃；
(4)得到的改性冻胶原丝室温下静置后进行萃取、干燥、多级热牵伸得到表面改性的UHMWPE纤维，其中，萃取剂为二甲苯，萃取温度30℃，干燥温度为40℃，多级热牵伸工艺中牵伸热箱为三级，三级牵伸热箱温度分别为100、130、147℃，热牵伸倍数为23倍；
其中，所述的UHMWPE/改性PE复合纤维密度为0.96g/cm3，强度为23cN/dtex，断裂伸长率为3.2％，纤维与水的接触角为78°，纤维截面进行EDX测试，发现纤维中心区域(以圆形截面中心为圆心，0.9r为半径的圆形区域)的Zr含量为3wt％，Ag含量为2wt％，纤维截面边缘(圆形截面中心起0.9r到r之间的环形区域)的Zr含量为10wt％，Ag含量为8wt％，复合纤维粘均分子量为338万。
环氧树脂包埋测试单丝拔出力为5cN，环氧树脂/改性纤维复合材料界面剪切强度12MPa。
且超声2小时以后，单丝拔出力和界面剪切强度保持率为96％。
抗蠕变性：70℃下经受1000MPa拉力30分钟后蠕变为3％；
抗菌性能：采用GB/T 20944.2-2007吸收法检测得到抑真菌率为99％，且水洗50次后，按照FZ/T 73023-2006标准检测得到的抑真菌率为98％。
对比例3(混合液C浸泡时间过短、温度过高)
(1)将UIO-66-NH2与乙二醇二缩水甘油醚(摩尔质量比为1:1.5)经由反应得到中间产物A，然后加入多巴胺(中间产物A与多巴胺的摩尔质量比为1:1)，反应得到产物B；
(2)将选好的UHMWPE粉末与溶剂混合(UHMWPE粉末占混合溶液总质量的5wt％)，机械搅拌使得混合混匀，再经双螺杆挤出机挤出，依次经过计量泵和喷丝板纺丝，在水浴中冷却得到冻胶原丝；
(3)得到的冻胶原丝室温下静置后依次按顺序放置到混合液C、混合液D、极性溶液E得到表面改性的UHMWPE冻胶原丝；
其中，混合液C为产物B和水的混合物，产物B在混合物中质量占比为10wt％，冻胶原丝在混合液C中的浸泡时间为0.05小时(与对比例2相比，改变了这个参数)，浸泡温度为80℃；
混合液D为三羟甲基氨基甲烷盐酸盐(Tris)、酒精和Ag+离子的混合物，Tris的质量占混合液D质量的1wt％，pH为7，浸泡时间为3小时，浸泡温度为40℃，Ag+离子的质量占混合液D质量的5wt％；
极性溶液E为甲醇，在极性溶液E中的浸泡时间为30分钟，浸泡温度为10℃；
(4)得到的改性冻胶原丝室温下静置后进行萃取、干燥、多级热牵伸得到表面改性的UHMWPE纤维，其中，萃取剂为石油醚，萃取温度38℃，干燥温度为45℃，多级热牵伸工艺中牵伸热箱为五级，五级牵伸热箱温度分别为90、110、125、135、146℃，热牵伸倍数为26倍；
其中，所述的UHMWPE/改性PE复合纤维密度为0.97g/cm3，强度为26cN/dtex，断裂伸长率为11％，纤维与水的接触角为100°，纤维截面进行EDX测试，发现纤维中心区域(以圆形截面中心为圆心，0.9r为半径的圆形区域)的Zr含量为0.2wt％，Ag含量为0.3wt％，纤维截面边缘(圆形截面中心起0.9r到r之间的环形区域)的Zr含量为0.1wt％，Ag含量为0.2wt％，复合纤维粘均分子量为319万。
环氧树脂包埋测试单丝拔出力为2cN，环氧树脂/改性纤维复合材料界面剪切强度9MPa。
且超声2小时以后，单丝拔出力和界面剪切强度保持率为50％。
抗蠕变性：70℃下经受1000MPa拉力30分钟后蠕变为30％；
抗菌性能：采用GB/T 20944.2-2007吸收法检测得到抑真菌率为80％，且水洗50次后，按照FZ/T 73023-2006标准检测得到的抑真菌率为50％。
对比例4(混合液D浸泡时间过短、温度过低)
(1)将UIO-66-NH2与乙二醇二缩水甘油醚(摩尔质量比为1:3)经由反应得到中间产物A，然后加入多巴胺(中间产物A与多巴胺的摩尔质量比为1:2)，反应得到产物B；
(2)将选好的UHMWPE粉末与溶剂混合(UHMWPE粉末占混合溶液总质量的10wt％)，机械搅拌使得混合混匀，再经双螺杆挤出机挤出，依次经过计量泵和喷丝板纺丝，在水浴中冷却得到冻胶原丝；
(3)得到的冻胶原丝室温下静置后依次按顺序放置到混合液C、混合液D、极性溶液E得到表面改性的UHMWPE冻胶原丝；
其中，混合液C为产物B和水的混合物，产物B在混合物中质量占比为7wt％，冻胶原丝在混合液C中的浸泡时间为2小时，浸泡温度为60℃；
混合液D为三羟甲基氨基甲烷盐酸盐(Tris)、酒精和Ag+离子的混合物，Tris的质量占混合液D质量的0.8wt％，pH为9，浸泡时间为0.1小时，浸泡温度为5℃，Ag+离子的质量占混合液D质量的6wt％；
极性溶液E为甲醇，在极性溶液E中的浸泡时间为40分钟，浸泡温度为50℃；
(4)得到的改性冻胶原丝室温下静置后进行萃取、干燥、多级热牵伸得到表面改性的UHMWPE纤维，其中，萃取剂为120#汽油，萃取温度32℃，干燥温度为48℃，多级热牵伸工艺中牵伸热箱为四级，四级牵伸热箱温度分别为100、115、135、145℃，热牵伸倍数为23倍；
其中，所述的UHMWPE/改性PE复合纤维密度为0.98g/cm3，强度为24cN/dtex，断裂伸长率为9％，纤维与水的接触角为95°，纤维截面进行EDX测试，发现纤维中心区域(以圆形截面中心为圆心，0.9r为半径的圆形区域)的Zr含量为0.3wt％，Ag含量为0.4wt％，纤维截面边缘(圆形截面中心起0.9r到r之间的环形区域)的Zr含量为0.5wt％，Ag含量为0.7wt％，复合纤维粘均分子量为305万。
环氧树脂包埋测试单丝拔出力为3cN，环氧树脂/改性纤维复合材料界面剪切强度8MPa。
且超声2小时以后，单丝拔出力和界面剪切强度保持率为70％。
抗蠕变性：70℃下经受1000MPa拉力30分钟后蠕变为40％；
抗菌性能：采用GB/T 20944.2-2007吸收法检测得到抑真菌率为70％，且水洗50次后，按照FZ/T 73023-2006标准检测得到的抑真菌率为65％。
对比例5(混合液D浸泡时间过长、温度过高)
(1)将UIO-66-NH2与乙二醇二缩水甘油醚(摩尔质量比为1:3)经由反应得到中间产物A，然后加入多巴胺(中间产物A与多巴胺的摩尔质量比为1:2)，反应得到产物B；
(2)将选好的UHMWPE粉末与溶剂混合(UHMWPE粉末占混合溶液总质量的10wt％)，机械搅拌使得混合混匀，再经双螺杆挤出机挤出，依次经过计量泵和喷丝板纺丝，在水浴中冷却得到冻胶原丝；
(3)得到的冻胶原丝室温下静置后依次按顺序放置到混合液C、混合液D、极性溶液E得到表面改性的UHMWPE冻胶原丝；
其中，混合液C为产物B和水的混合物，产物B在混合物中质量占比为7wt％，冻胶原丝在混合液C中的浸泡时间为2小时，浸泡温度为60℃；
混合液D为三羟甲基氨基甲烷盐酸盐(Tris)、酒精和Ag+离子的混合物，Tris的质量占混合液D质量的0.8wt％，pH为9，浸泡时间为4小时，浸泡温度为80℃，Ag+离子的质量占混合液D质量的7wt％；
极性溶液E为甲醇，在极性溶液E中的浸泡时间为50分钟，浸泡温度为60℃；
(4)得到的改性冻胶原丝室温下静置后进行萃取、干燥、多级热牵伸得到表面改性的UHMWPE纤维，其中，萃取剂为二甲苯，萃取温度30℃，干燥温度为45℃，多级热牵伸工艺中牵伸热箱为四级，四级牵伸热箱温度分别为110、120、135、147℃，热牵伸倍数为21倍；
其中，所述的UHMWPE/改性PE复合纤维密度为0.98g/cm3，强度为13cN/dtex，断裂伸长率为6％，纤维与水的接触角为75°，纤维截面进行EDX测试，发现纤维中心区域(以圆形截面中心为圆心，0.9r为半径的圆形区域)的Zr含量为1wt％，Ag含量为1wt％，纤维截面边缘(圆形截面中心起0.9r到r之间的环形区域)的Zr含量为3wt％，Ag含量为4wt％，复合纤维粘均分子量为295万。
环氧树脂包埋测试单丝拔出力为2cN，环氧树脂/改性纤维复合材料界面剪切强度15MPa。
且超声2小时以后，单丝拔出力和界面剪切强度保持率为96％。
抗蠕变性：70℃下经受1000MPa拉力30分钟后蠕变为3％；
抗菌性能：采用GB/T 20944.2-2007吸收法检测得到抑真菌率为99％，且水洗50次后，按照FZ/T 73023-2006标准检测得到的抑真菌率为98％。
对比例6(Cu+离子的在混合液D中质量过高)
(1)将UIO-66-NH2与乙二醇二缩水甘油醚(摩尔质量比为1:3)经由反应得到中间产物A，然后加入多巴胺(中间产物A与多巴胺的摩尔质量比为1:1)，反应得到产物B；
(2)将选好的UHMWPE粉末与溶剂混合(UHMWPE粉末占混合溶液总质量的5wt％)，机械搅拌使得混合混匀，再经双螺杆挤出机挤出，依次经过计量泵和喷丝板纺丝，在水浴中冷却得到冻胶原丝；
(3)得到的冻胶原丝室温下静置后依次按顺序放置到混合液C、混合液D、极性溶液E得到表面改性的UHMWPE冻胶原丝；
其中，混合液C为产物B和水的混合物，产物B在混合物中质量占比为2wt％，冻胶原丝在混合液C中的浸泡时间为0.5小时，浸泡温度为20℃；
混合液D为三羟甲基氨基甲烷盐酸盐(Tris)、甲醇和Cu+离子的混合物，Tris的质量占混合液D质量的1wt％，pH为9，浸泡时间为1小时，浸泡温度为40℃，Cu+离子的质量占混合液D质量的20wt％；
极性溶液E为异丙醇，在极性溶液E中的浸泡时间为30分钟，浸泡温度为40℃；
(4)得到的改性冻胶原丝室温下静置后进行萃取、干燥、多级热牵伸得到表面改性的UHMWPE纤维，其中，萃取剂为二氯甲烷，萃取温度36℃，干燥温度为40℃，多级热牵伸工艺中牵伸热箱为三级，三级牵伸热箱温度分别为100、135、144℃，热牵伸倍数为18倍；
其中，所述的UHMWPE/改性PE复合纤维密度为0.97g/cm3，强度为10cN/dtex，断裂伸长率为1.0％，纤维与水的接触角为78°，纤维截面进行EDX测试，发现纤维中心区域(以圆形截面中心为圆心，0.9r为半径的圆形区域)的Zr含量为1wt％，Cu含量为1wt％，纤维截面边缘(圆形截面中心起0.9r到r之间的环形区域)的Zr含量为10wt％，Cu含量为7wt％，复合纤维粘均分子量为306万。
环氧树脂包埋测试单丝拔出力为6cN，环氧树脂/改性纤维复合材料界面剪切强度13MPa。且超声2小时以后，单丝拔出力和界面剪切强度保持率为97％。
抗蠕变性：70℃下经受1000MPa拉力30分钟后蠕变为2％；
抗菌性能：采用GB/T 20944.2-2007吸收法检测得到抑真菌率为100％，且水洗50次后，按照FZ/T 73023-2006标准检测得到的抑真菌率为98％。
对比例7(Cu+离子的在混合液D中质量过低)
(1)将UIO-66-NH2与乙二醇二缩水甘油醚(摩尔质量比为1:3)经由反应得到中间产物A，然后加入多巴胺(中间产物A与多巴胺的摩尔质量比为1:1)，反应得到产物B；
(2)将选好的UHMWPE粉末与溶剂混合(UHMWPE粉末占混合溶液总质量的5wt％)，机械搅拌使得混合混匀，再经双螺杆挤出机挤出，依次经过计量泵和喷丝板纺丝，在水浴中冷却得到冻胶原丝；
(3)得到的冻胶原丝室温下静置后依次按顺序放置到混合液C、混合液D、极性溶液E得到表面改性的UHMWPE冻胶原丝；
其中，混合液C为产物B和水的混合物，产物B在混合物中质量占比为2wt％，冻胶原丝在混合液C中的浸泡时间为0.5小时，浸泡温度为20℃；
混合液D为三羟甲基氨基甲烷盐酸盐(Tris)、甲醇和Cu+离子的混合物，Tris的质量占混合液D质量的1wt％，pH为9，浸泡时间为1小时，浸泡温度为50℃，Cu+离子的质量占混合液D质量的1wt％；
极性溶液E为异丙醇，在极性溶液E中的浸泡时间为10分钟，浸泡温度为30℃；
(4)得到的改性冻胶原丝室温下静置后进行萃取、干燥、多级热牵伸得到表面改性的UHMWPE纤维，其中，萃取剂为石油醚，萃取温度35℃，干燥温度为55℃，多级热牵伸工艺中牵伸热箱为四级，四级牵伸热箱温度分别为100、110、130、145℃，热牵伸倍数为26倍；
其中，所述的UHMWPE/改性PE复合纤维密度为0.97g/cm3，强度为30cN/dtex，断裂伸长率为11％，纤维与水的接触角为97°，纤维截面进行EDX测试，发现纤维中心区域(以圆形截面中心为圆心，0.9r为半径的圆形区域)的Zr含量为0.1wt％，Cu含量为0.1wt％，纤维截面边缘(圆形截面中心起0.9r到r之间的环形区域)的Zr含量为0.3wt％，Cu含量为0.4wt％，复合纤维粘均分子量为326万。。
环氧树脂包埋测试单丝拔出力为8cN，环氧树脂/改性纤维复合材料界面剪切强度17MPa。且超声2小时以后，单丝拔出力和界面剪切强度保持率为98％。
抗蠕变性：70℃下经受1000MPa拉力30分钟后蠕变为7％；
抗菌性能：采用GB/T 20944.2-2007吸收法检测得到抑真菌率为80％，且水洗50次后，按照FZ/T 73023-2006标准检测得到的抑真菌率为78％。
传统的制备具有抗菌抗蠕变、表面粘附性提升的功能UHMWPE纤维往往需要多步处理才能使纤维具有上述功能，这就存在处理工艺繁琐，生产成本增加等问题。本发明通过对冻胶原丝进行处理，然后经过萃取干燥、超倍热牵伸等工艺，得到抗菌抗蠕变且表面粘结性提高的UHMWPE纤维。
本发明将新型填料产物B浸泡在冻胶原丝中，该产物B既含有多孔有机骨架结构UIO-66-NH2，又含有提升粘附性的多巴胺结构，然后在一定条件下使得产物B发生聚合，牢固粘附在冻胶原丝表面，此外，UIO-66-NH2结构既可以使得UHMWPE分子链发生缠结，又能够将抗菌离子Cu+或Ag+离子吸附到UIO-66-NH2内部，实现抗菌性能的持久释放，最后，通过后续工艺处理最终得到抗菌抗蠕变、表面粘附性提升的功能UHMWPE纤维。
本发明中，UIO-66-NH2与乙二醇二缩水甘油醚的摩尔质量比较为重要；只有UIO-66-NH2与乙二醇二缩水甘油醚的比值在适当范围内，才能顺利得到中间产物A，如果UIO-66-NH2含量过高，则乙二醇二缩水甘油醚的两端环氧基团会全部与UIO-66-NH2的氨基反应，无法得到中间产物A；当UIO-66-NH2含量过低时，UIO-66-NH2无法与乙二醇二缩水甘油醚发生反应，也无法生成中间产物A；同样的，中间产物A和多巴胺的摩尔质量比也会影响产物B的结构，多巴胺含量过高或过低时，均难以得到产物B；
冻胶原丝在混合液C中的浸泡时间会影响产物B在冻胶原丝的分布，浸泡时间过长，产物B会渗入到冻胶原丝的核心，在热牵伸时阻碍纤维的取向结晶，最终影响UHMWPE的力学性能，浸泡时间过短，产物B只是在冻胶原丝的表面或较少渗入到冻胶原丝上，最终无法起到抗蠕变抗菌、提升粘附性的目的。同样的，浸泡温度也会影响产物B在冻胶原丝的渗入量，温度过高，产物B会发生氧化，结构被破坏，温度过低不利于产物B在冻胶原丝的渗入。
随后含有产物B的冻胶原丝在混合液D中发生聚合，利用多巴胺的邻苯二酚结构，能够将产物B牢固的粘附在UHMWPE分子链上，同时Cu+或Ag+离子能够进入UIO-66-NH2的多孔结构中，实现Cu+或Ag+离子的稳定吸附；
所述产物B的冻胶原丝在混合液D的浸泡时间和浸泡温度也会影响最终产物的性能，浸泡时间过短，产物B无法在冻胶原丝中发生聚合，难以提升纤维的粘附性能，浸泡时间过长，产物B聚合过多导致UHMWPE分子链粘结在一起，影响后续的热牵伸，进而不利于纤维的取向结晶，降低了纤维的力学性能；浸泡温度过高，产物B氧化结构被破坏，无法发生自聚合，浸泡温度过低，难以发生聚合反应；同样的，Cu+或Ag+离子的在混合液D中质量过高会影响纤维最终的力学性能，质量过低无法进入UIO-66-NH2的多孔结构中，难以实现抗菌性能。
令人意想不到的是，加入产物B并聚合、萃取、热牵伸后得到的产物还具有较好的抗蠕变性，这是由于产物B中的UIO-66-NH2为多孔化合物，这些孔洞不仅能够容纳Cu+或Ag+离子起到抗菌作用，UHMWPE分子链能够在其中发生缠结，最终抑制了PE分子链的滑移，进而增强纤维的抗蠕变性能。
综上所述，本发明相对于现有技术，具有以下优点和积极效果：UHMWPE纤维具有抗菌性；抗蠕变性提升；表面粘附性提升；优异力学性能保持。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的范围当中。

Claims (10)

1.一种抗菌、抗蠕变、强粘附的超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于：包括，
将UIO-66-NH2与乙二醇二缩水甘油醚反应得到中间产物A；
向中间产物A中加入多巴胺，反应得到产物B；
将超高分子量聚乙烯粉末与溶剂混合，搅拌混合均匀，再经双螺杆挤出机挤出，依次经过计量泵和喷丝板纺丝，在水浴中冷却得到冻胶原丝；
将得到的冻胶原丝室温下静置后，依次按顺序放置到混合液C、混合液D、极性溶液E中，得到表面改性的冻胶原丝；其中，所述混合液C为产物B、溶液F的混合物，溶液F为水、酒精、丙酮、甲醇、甘油中的一种或几种的混合物；所述混合液D为含有三羟甲基氨基甲烷盐酸盐Tris、溶液F、Cu+或Ag+离子的一种或两种混合物；所述极性溶液E为甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、二氧六环、四氢呋喃中的一种或多种的混合物；
将改性冻胶原丝室温下静置后进行萃取、干燥、多级热牵伸，得到表面改性的超高分子量聚乙烯纤维。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述UIO-66-NH2与乙二醇二缩水甘油醚的摩尔质量比为1:1.5～1:5，制得中间产物A的反应时间为1～24h，反应温度为20～60℃，反应体系pH为9～12。
3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述UIO-66-NH2与乙二醇二缩水甘油醚的摩尔质量比为1:1.5～1:3。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述中间产物A与多巴胺的摩尔质量比为1:0.5～1:3，制得中间产物B的反应时间为1～24h，反应温度为20～60℃，反应体系pH为9～12。
5.如权利要求1、2或4中任一所述的制备方法，其特征在于：所述超高分子量聚乙烯粉末占混合溶液总质量的4～15wt％，所述混合溶液中溶剂为碳氢化合物的一种或几种，包括十氢化萘、四氢化萘、煤油、石蜡油、白油中的一种或几种。
6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述混合液C，其中，产物B在混合物中质量占比为0.5～20wt％；
冻胶原丝在混合液C中的浸泡时间为0.1～2h，浸泡温度为10～70℃。
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述混合液D中，Tris的质量占混合液D质量的0.1～2wt％，pH为6～10，Cu+或Ag+离子的质量占混合液D质量的1～8wt％；
冻胶原丝在混合液D中浸泡时间为0.2～3h，浸泡温度为20～60℃。
8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述通过混合液C、混合液D中浸泡后的冻胶原丝在极性溶液E中的浸泡，其中，浸泡时间为2～60min，浸泡温度为20～60℃。
9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述将改性冻胶原丝室温下静置后进行萃取、干燥、多级热牵伸，其中，萃取剂为二甲苯、二氯甲烷、石油醚、120#汽油中的一种或几种混合物，萃取温度为20～40℃，干燥温度为20～80℃，多级热牵伸工艺中牵伸热箱为3～6级，牵伸温度为80～148℃，热牵伸倍数为10～40倍。
10.权利要求1～9中任一所述的制备方法制得的抗菌、抗蠕变、强粘附的超高分子量聚乙烯纤维，其特征在于：所述纤维表面含有极性基团，且抗菌抗蠕变、力学性能优异。
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