CN108642931A - 一种高性能复合缆绳 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高性能复合缆绳，由内向外依次包括绳芯、缓冲层、绳外层，所述绳芯由高分子量聚乙烯纤维和纳米复合金属氧化物/聚醚胺复合纤维制成的绳股捻合而成，所述缓冲层由聚醚胺纤维制成的绳股围绕绳芯捻合而成，所述绳外层由海藻酸钠/羽毛角蛋白/聚乙烯醇复合纤维围绕缓冲层捻合而成。本发明采用了纳米复合金属氧化物/聚醚胺复合纤维和海藻酸钠/羽毛角蛋白/聚乙烯醇复合纤维原料，再制成绳股与其他原料捻合而成，具有很好的弹性、防老化性、耐酸碱性、抗疲劳性、吸湿性、透气性、服用性，力学性能及化学性能优越。

Description

一种高性能复合缆绳
技术领域
本发明涉及缆绳技术领域，具体涉及一种高性能复合缆绳。
背景技术
现有的缆绳通常由三股、六股、八股甚至更多股绳股捻绞而成，为此，有人发明出双层缆绳，它有内外两层，外层由多股绳股相互编织而成，在外层中心设置一绳股芯，但是，这些缆绳通常由单一材料制成，或弹性差，或易腐蚀易老化，或偏重，或不耐磨，性能常不能满足实际需求，需要加以改进。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高性能复合缆绳，本发明具有很好的弹性、防老化性、耐酸碱性、抗疲劳性、吸湿性、透气性，力学性能及化学性能优越。
本发明提出了一种高性能复合缆绳，由内向外依次包括绳芯、缓冲层、绳外层，所述绳芯由高分子量聚乙烯纤维和纳米复合金属氧化物/聚醚胺复合纤维制成的绳股捻合而成，所述缓冲层由聚醚胺纤维制成的绳股围绕绳芯捻合而成，所述绳外层由海藻酸钠/羽毛角蛋白/聚乙烯醇复合纤维围绕缓冲层捻合而成。
优选地，所述纳米复合金属氧化物/聚醚胺复合纤维的制备工艺如下：先用共沉淀法制备金属氢氧化物，在500-600℃煅烧后，得到相应的纳米复合金属氧化物，纳米复合金属氧化物经偶联剂表面改性后与聚醚胺共混造粒、熔融纺丝，制备得到纳米复合金属氧化物/聚醚胺复合纤维。
优选地，纳米复合金属氧化物选自镁铝氧化物、锌铝氧化物、锌镁铝氧化物中的一种。
优选地，根据复合金属实际的选择情况，选用镁铝氧化物时镁、铝的摩尔比为3.5：2，选用锌铝氧化物时锌、铝的摩尔比为3：1，选用锌镁铝氧化物时锌、镁、铝的摩尔比为3：2：1。
优选地，所述海藻酸钠/羽毛角蛋白/聚乙烯醇复合纤维的制备方法如下：
将适量羽毛角蛋白溶于0.3-0.6wt％的氢氧化钠溶液中，搅拌均匀后调节pH值，并加入戊二醛和聚乙烯醇，搅拌，后加入海藻酸钠，继续搅拌至完全溶解，真空静置脱泡20-26h，将制得的纺丝液挤出并在质量分数为3-7wt％的氯化钙凝固浴中固化成丝，经拉伸、洗涤、卷绕制得海藻酸钠/羽毛角蛋白/聚乙烯醇复合纤维。
优选地，所述绳芯由10股高分子量聚乙烯纤维和纳米复合金属氧化物/聚醚胺复合纤维制成的绳股捻合而成，每绳股中高分子量聚乙烯纤维与纳米复合金属氧化物/聚醚胺复合纤维的数量分别为2-3根和1根。
本发明的有益效果：本发明是经多次合股捻合而成，一层围绕一层捻合而成，由内向外依次包括绳芯、缓冲层、绳外层，绳芯是由高分子量聚乙烯纤维和纳米复合金属氧化物/聚醚胺复合纤维制成的绳股捻合而成，绳外层由海藻酸钠/羽毛角蛋白/聚乙烯醇复合纤维围绕缓冲层捻合而成，质量轻，具有很好的弹性、防老化性、耐酸碱性、抗疲劳性，力学性能及化学性能优越，其中，纳米复合金属氧化物/聚醚胺复合纤维是通过经偶联剂表面改性后的纳米复合金属氧化物与聚醚胺共混、熔融纺丝制得，聚醚胺与偶联剂均带有胺基，经偶联剂改性的纳米复合金属氧化物的表面也具有胺基，与聚醚胺能够更好地结合，有利于提高本发明的力学性能、化学性能、弹性与抗裂性；海藻酸钠/羽毛角蛋白/聚乙烯醇复合纤维是通过将羽毛角蛋白溶于的氢氧化钠溶液中，搅拌均匀，调节pH值，并加入戊二醛和聚乙烯醇，搅拌，再加入海藻酸钠，搅拌反应至完全溶解，然后将纺丝液挤出在氯化钙凝固浴中固化成丝，经拉伸、洗涤、卷绕制得复合纤维，复合纤维表面形成细化的沟槽结构，使得复合纤维具有优异的吸湿性、透气性和对光线的浸反射性，从而增强本发明的吸湿性、透气性、服用性，还可增加制品美感。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种高性能复合缆绳，由内向外依次包括绳芯、缓冲层、绳外层，所述绳芯由高分子量聚乙烯纤维和纳米复合金属氧化物/聚醚胺复合纤维制成的绳股捻合而成，所述缓冲层由聚醚胺纤维制成的绳股围绕绳芯捻合而成，所述绳外层由海藻酸钠/羽毛角蛋白/聚乙烯醇复合纤维围绕缓冲层捻合而成。
实施例2
一种高性能复合缆绳，由内向外依次包括绳芯、缓冲层、绳外层，所述绳芯由高分子量聚乙烯纤维和纳米复合金属氧化物/聚醚胺复合纤维制成的绳股捻合而成，所述缓冲层由聚醚胺纤维制成的绳股围绕绳芯捻合而成，所述绳外层由海藻酸钠/羽毛角蛋白/聚乙烯醇复合纤维围绕缓冲层捻合而成；
其中，所述纳米复合金属氧化物/聚醚胺复合纤维的制备工艺如下：先用共沉淀法制备金属氢氧化物，在600℃煅烧后，得到相应的纳米复合金属氧化物，纳米复合金属氧化物经偶联剂表面改性后与聚醚胺共混造粒、熔融纺丝，制备得到纳米复合金属氧化物/聚醚胺复合纤维；
纳米复合金属氧化物为镁铝氧化物；选用镁铝氧化物时镁、铝的摩尔比为3.5：2；
所述海藻酸钠/羽毛角蛋白/聚乙烯醇复合纤维的制备方法如下：
将适量羽毛角蛋白溶于0.3wt％的氢氧化钠溶液中，搅拌均匀后调节pH值，并加入戊二醛和聚乙烯醇，搅拌，后加入海藻酸钠，继续搅拌至完全溶解，真空静置脱泡26h，将制得的纺丝液挤出并在质量分数为3wt％的氯化钙凝固浴中固化成丝，经拉伸、洗涤、卷绕制得海藻酸钠/羽毛角蛋白/聚乙烯醇复合纤维；
所述绳芯由10股高分子量聚乙烯纤维和纳米复合金属氧化物/聚醚胺复合纤维制成的绳股捻合而成，每绳股中高分子量聚乙烯纤维与纳米复合金属氧化物/聚醚胺复合纤维的数量分别为3根和1根。
实施例3
一种高性能复合缆绳，由内向外依次包括绳芯、缓冲层、绳外层，所述绳芯由高分子量聚乙烯纤维和纳米复合金属氧化物/聚醚胺复合纤维制成的绳股捻合而成，所述缓冲层由聚醚胺纤维制成的绳股围绕绳芯捻合而成，所述绳外层由海藻酸钠/羽毛角蛋白/聚乙烯醇复合纤维围绕缓冲层捻合而成；
其中，所述纳米复合金属氧化物/聚酯聚醚胺复合纤维的制备工艺如下：先用共沉淀法制备金属氢氧化物，在500℃煅烧后，得到相应的纳米复合金属氧化物，纳米复合金属氧化物经偶联剂表面改性后与聚酯聚醚胺共混造粒、熔融纺丝，制备得到纳米复合金属氧化物/聚酯聚醚胺复合纤维；
纳米复合金属氧化物为锌铝氧化物；选用锌铝氧化物时锌、铝的摩尔比为3：1；
所述海藻酸钠/羽毛角蛋白/聚乙烯醇复合纤维的制备方法如下：
将适量羽毛角蛋白溶于0.6wt％的氢氧化钠溶液中，搅拌均匀后调节pH值，并加入戊二醛和聚乙烯醇，搅拌，后加入海藻酸钠，继续搅拌至完全溶解，真空静置脱泡20h，将制得的纺丝液挤出并在质量分数为7wt％的氯化钙凝固浴中固化成丝，经拉伸、洗涤、卷绕制得海藻酸钠/羽毛角蛋白/聚乙烯醇复合纤维；
所述绳芯由10股高分子量聚乙烯纤维和纳米复合金属氧化物/聚酯聚醚胺复合纤维制成的绳股捻合而成，每绳股中高分子量聚乙烯纤维与纳米复合金属氧化物/聚酯聚醚胺复合纤维的数量分别为2根和1根。
实施例4
一种高性能复合缆绳，由内向外依次包括绳芯、缓冲层、绳外层，所述绳芯由高分子量聚乙烯纤维和纳米复合金属氧化物/聚醚胺复合纤维制成的绳股捻合而成，所述缓冲层由聚醚胺纤维制成的绳股围绕绳芯捻合而成，所述绳外层由海藻酸钠/羽毛角蛋白/聚乙烯醇复合纤维围绕缓冲层捻合而成；
其中，所述纳米复合金属氧化物/聚酯聚醚胺复合纤维的制备工艺如下：先用共沉淀法制备金属氢氧化物，在550℃煅烧后，得到相应的纳米复合金属氧化物，纳米复合金属氧化物经偶联剂表面改性后与聚酯聚醚胺共混造粒、熔融纺丝，制备得到纳米复合金属氧化物/聚酯聚醚胺复合纤维；
纳米复合金属氧化物为锌镁铝氧化物；选用锌镁铝氧化物时锌、镁、铝的摩尔比为3：2：1；
所述海藻酸钠/羽毛角蛋白/聚乙烯醇复合纤维的制备方法如下：
将适量羽毛角蛋白溶于0.5wt％的氢氧化钠溶液中，搅拌均匀后调节pH值，并加入戊二醛和聚乙烯醇，搅拌，后加入海藻酸钠，继续搅拌至完全溶解，真空静置脱泡23h，将制得的纺丝液挤出并在质量分数为5wt％的氯化钙凝固浴中固化成丝，经拉伸、洗涤、卷绕制得海藻酸钠/羽毛角蛋白/聚乙烯醇复合纤维；
所述绳芯由10股高分子量聚乙烯纤维和纳米复合金属氧化物/聚酯聚醚胺复合纤维制成的绳股捻合而成，每绳股中高分子量聚乙烯纤维与纳米复合金属氧化物/聚酯聚醚胺复合纤维的数量分别为2根和1根。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种高性能复合缆绳，其特征在于，由内向外依次包括绳芯、缓冲层、绳外层，所述绳芯由高分子量聚乙烯纤维和纳米复合金属氧化物/聚醚胺复合纤维制成的绳股捻合而成，所述缓冲层由聚醚胺纤维制成的绳股围绕绳芯捻合而成，所述绳外层由海藻酸钠/羽毛角蛋白/聚乙烯醇复合纤维围绕缓冲层捻合而成。
2.根据权利要求1所述高性能复合缆绳，其特征在于，所述纳米复合金属氧化物/聚醚胺复合纤维的制备工艺如下：先用共沉淀法制备金属氢氧化物，在500-600℃煅烧后，得到相应的纳米复合金属氧化物，纳米复合金属氧化物经偶联剂表面改性后与聚醚胺共混造粒、熔融纺丝，制备得到纳米复合金属氧化物/聚醚胺复合纤维。
3.根据权利要求1或2所述高性能复合缆绳，其特征在于，纳米复合金属氧化物选自镁铝氧化物、锌铝氧化物、锌镁铝氧化物中的一种。
4.根据权利要求3所述高性能复合缆绳，其特征在于，根据复合金属实际的选择情况，选用镁铝氧化物时镁、铝的摩尔比为3.5：2，选用锌铝氧化物时锌、铝的摩尔比为3：1，选用锌镁铝氧化物时锌、镁、铝的摩尔比为3：2：1。
5.根据权利要求1所述高性能复合缆绳，其特征在于，所述海藻酸钠/羽毛角蛋白/聚乙烯醇复合纤维的制备方法如下：
将适量羽毛角蛋白溶于0.3-0.6wt％的氢氧化钠溶液中，搅拌均匀后调节pH值，并加入戊二醛和聚乙烯醇，搅拌，后加入海藻酸钠，继续搅拌至完全溶解，真空静置脱泡20-26h，将制得的纺丝液挤出并在质量分数为3-7wt％的氯化钙凝固浴中固化成丝，经拉伸、洗涤、卷绕制得海藻酸钠/羽毛角蛋白/聚乙烯醇复合纤维。
6.根据权利要求1所述高性能复合缆绳，其特征在于，所述绳芯由10股高分子量聚乙烯纤维和纳米复合金属氧化物/聚醚胺复合纤维制成的绳股捻合而成，每绳股中高分子量聚乙烯纤维与纳米复合金属氧化物/聚醚胺复合纤维的数量分别为2-3根和1根。
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