生物酶催化UHMWPE纤维表面改性

　超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纤维密度低、比强度及比模量高，但因该纤维的高取向度、高结晶度以及非极性和高惰性使它与基体材料的表面结合力很差，难与基体材料产生化学交联，极大地限制了它在复合材料领域中的广泛应用。为充分发挥 UHMWPE纤维引人注目的综合特性，该纤维的表面改性一直受到人们关注。

　　纤维表面改性的方法主要有：化学氧化法、辐射接枝法、等离子体处理等。其中等离子体处理效果较好，但由于等离子体处理连续工业化生产设备还存在一定的难度，尤其是在线控制。目前，主要的工业化商品只是经过简单的电晕处理。

　　西北工业大学与西北大学对生物酶在高分子材料改性方面的应用开展了研究。他们以辣根过氧化物酶（HRP,horseadish peroxidase）为催化剂，在过氧化氢（H2O2）存在下，氧化邻甲氧基酚形成自由基，取代UHMWPE主链上的氢，产生 PE 自由基，引发丙烯酰胺（AM）单体接枝聚合，使超高分子量聚乙烯纤维主链接枝上聚丙烯酰胺（AM）支链，从而达到对超高分子量聚乙烯纤维表面改性的目的。

　　酶法改性的UHMWPE纤维与环氧树脂体系的界面粘结强度有明显提高，最大拔出强度比原纤维强度提高了69.8%。电镜扫描及红外光谱测试表征结果显示：改性后的UHMWPE纤维表面的粗糙度增加，纵向表面有明显的沟槽出现，比表面积增大，并有新基团产生。酶法纤维表面改性自 Klihanaou 首次证明了生物酶在有机溶剂中有催化性能后在国外的研究已相当活跃。目前，国内部分高等院校也开始关注并开展了研究。该法投入低，易实现工业化。