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凍膠紡絲
發(fā)展過程
以凍膠紡絲—超拉伸技術制備高強度、高模量聚乙烯纖維是70年代末出現(xiàn)的一種新穎紡絲方法。荷蘭DSM公司早于1979年申請專利,隨后美國Allied公司、日本與荷蘭聯(lián)合建立的Toyobo-DSM公司、日本Mitsui公司都實現(xiàn)了工業(yè)化生產。中國紡織大學化纖所從1985年開始該項目的研究,逐步形成了自己的技術,制得了的超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)纖維。
主要是將絲條中大量的溶劑萃取、置換出來,從而得到"純"度的高強度聚乙烯纖維。萃取劑的選取,耐磨PE氈布,廠家各有不同,生產工藝也不一樣。到目前為止,很難找到一種即經(jīng)濟實用、安全環(huán)保,萃取效果又好,還無毒、無味的理想萃取劑[在國際上,也是一個長期不宜解決的難題]。
從紡絲到萃取這一工段中,絲條隨機不斷的拉伸,從外觀上看,防護PE氈,由粗變細,由半透明到半乳白,絲的可拉伸性也逐漸提高,有了一點"強度"。若從絲的內部看,原料的分子結構并無大的變化,大分子之間沒有定向排列,江西PE,還是處在無序狀態(tài),分子之間被大量的溶劑包裹隔離著,不能形成分子鏈,可定制PE無紡布,若分子鏈形不成,絲也就不可能有真正的強力。而這時的纖維內部,實際上象是一個圓管型網(wǎng)狀體,聚乙烯的分子顆粒在其管網(wǎng)之中,隨著纖維的不斷拉伸變細,溶劑不斷的析出,管網(wǎng)的形狀也由圓到長,由梳到密,物料分子之間密度逐漸增加,大分子的排列,也由紊亂狀態(tài)向部分有序狀態(tài)逐步轉變。
超高分子量聚乙烯纖維的牽伸與常規(guī)滌綸短纖的牽伸工藝,從形式上看基本一樣,但要求控制的精度大有不同。此纖維必須采取多級牽伸方式,才能達到高強、高模的特性。每一級欠牽伸過程中,分子間結構都有很大的變化。隨著拉伸,大分子間由無序狀向有序狀,定向排列,結晶度也隨之逐漸提高。只有在纖維的大分子沿纖維軸向的取向度提高,大分子鏈產生的數(shù)量就多,抱合力就越大,纖維的強力自然也就越高。纖維的結晶度提高,初始模量也自然提高,纖維在抗外力的作用下,伸長越小,變形量也越小。
纖維在欠伸過程中,欠伸倍數(shù)盡量要大,要讓纖維有突然的拉伸變化,才更能促使大分子間的有序取向和高度結晶。纖維的內部結晶,是在高取向度形成的同時,發(fā)生結晶轉變的。由于此種纖維的分子量較高,抗外力的作用強,生產上只能采取熱拉伸工藝。所以,需配有較高的拉伸溫度,才能實現(xiàn)高倍牽伸。每一級拉伸,溫度不一,要根據(jù)絲條在以前工序中的狀態(tài)而定,沒有定數(shù),但一定要在纖維自身能承受的溫度范圍以內。生產中,一般不超過攝氏溫度155度。否則,會有硬絲,僵絲的產生。
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