CN113502555A - 一种强力大于39cN/dtex超高分子量聚乙烯纤维的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种强力大于39cN/dtex超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，涉及聚乙烯纤维的技术领域。所述制备方法如下：按照设定好的物料混合、搅拌均匀，将混合好的配料送入双螺杆挤出机中，通过双螺杆挤出机的混合，使物料达到熔融状态，通过熔体过滤器与喷丝板后形成初生态的超高分子量聚乙烯纤维；初生态的超高分子量聚乙烯纤维进入萃取槽，在萃取槽内利用萃取剂将纤维表面的白油置换出来，得到含有少量白油或不含白油的超高分子量聚乙烯纤维；将萃取完成的超高分子量聚乙烯纤维进行热拉伸；利用收丝装置对经过热拉伸的超高分子量聚乙烯纤维进行收集，卷绕成型，形成最终产品。本发明所得纤维强力得到大幅度提升，均值达到39cN/dtex以上。
Description
技术领域
本发明涉及聚乙烯纤维技术领域，具体是一种强力大于39cN/dtex超高分 子量聚乙烯纤维的制备方法。
背景技术
碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维是当今世界三大高性能纤维。 其中超高分子量聚乙烯纤维是目前世界上比强度和比模量最高的纤维，比强度 是同等截面钢丝的十多倍，模量达到87-172GPa，强度和模量高于芳纶，仅次于 特种碳纤维，是国家重点发展的纤维材料。
超高分子量聚乙烯纤维属于高性能纤维产品，其强度高、质量轻、稳定性 好等特性使其被广泛应用在许多特殊领域，以替代传统材料。该纤维在从海上 油田的系泊绳到高性能轻质复合材料等诸多方面的应用均显示出极大的优势； 同时，在反恐战争和宇航、航空、航天、海域防御装备等领域发挥着举足轻重 的作用。除此之外，该纤维在汽车制造、船舶制造、远洋捕捞、网箱养殖、医 疗器械、体育运动器材等领域也开始崭露头角，表现出其特有的优势，具有广 阔的应用前景。其下游防弹产品也因其防护性能好、质量轻、可以应用在特殊 环境等特性受到广泛关注。防弹产品与超高分子量聚乙烯纤维其它下游产品相比，具有更高的附加价值，非常具有投资价值。
超高分子量聚乙烯纤维是一种应用领域广泛的功能性纤维，具有非常高的 经济价值。世界上除了我国，只有荷兰、美国、日本有生产能力。在国内，虽 然生产厂家众多，但产品质量低，无法与国际企业竞争，也无法满足用户对产 品强度和均一性的要求。
发明内容
为解决上述问题，即解决上述背景技术提出的问题，本发明提出了一种强 力大于39cN/dtex超高分子量聚乙烯纤维的制备方法具体技术方案如下：
一种强力大于39cN/dtex超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，所述制备方 法如下：
(1)按照设定好的物料混合、搅拌均匀，将混合好的配料送入双螺杆挤出 机中，通过双螺杆挤出机的混合，使物料达到熔融状态，通过熔体过滤器与喷 丝板后形成初生态的超高分子量聚乙烯纤维；
(2)初生态的超高分子量聚乙烯纤维进入萃取槽，在萃取槽内利用萃取剂 将纤维表面的白油置换出来，得到含有少量白油或不含白油的超高分子量聚乙 烯纤维；
(3)将萃取完成的超高分子量聚乙烯纤维进行热拉伸；
(4)利用收丝装置对经过热拉伸的超高分子量聚乙烯纤维进行收集，卷绕 成型，形成最终产品。
其中步骤(1)中物料包括PE粉及白油。
其中步骤(1)中再200℃下纺丝成为初生态的超高分子量聚乙烯纤维。
其中步骤(2)中采用的萃取剂为二氯甲烷，萃取槽生产线接近100米。
其中步骤(2)中萃取步骤采用冷牵工艺，冷牵设备采用七辊冷牵设备。
步骤(3)中进行三级热拉伸，温度在100-200℃之间，其中每一级温度根 据拉伸纤维需求不同而改变拉伸温度。
本发明的有益技术效果为：纤维强力得到大幅度提升，均值达到39cN/dtex 以上；萃取槽采用生产线长度缩短近100米，更有利于操作，节省开车成本； 生产线取消了水浴、干燥工序，既缩短了生产线长度又降低能耗；生产线萃取 段采用无水工艺，减少了白油乳化现象，增加了白油使用寿命；同时提高萃取 剂的萃取能力，减少萃取剂的使用，提高了工艺稳定性；进而减少了回收压力， 节约生产成本；改进冻胶冷牵工艺和设备，冷牵设备由四辊升级为七辊，增加 了冷牵的效率和工艺的稳定性。
具体实施方式
下面描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实 施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。
本发明提供一种强力大于39cN/dtex超高分子量聚乙烯纤维的制备方法， 所述制备方法如下：
(1)按照设定好的物料混合、搅拌均匀，将混合好的配料送入双螺杆挤出 机中，通过双螺杆挤出机的混合，使物料达到熔融状态，通过熔体过滤器与喷 丝板后形成初生态的超高分子量聚乙烯纤维；
(2)初生态的超高分子量聚乙烯纤维进入萃取槽，在萃取槽内利用萃取剂 将纤维表面的白油置换出来，得到含有少量白油或不含白油的超高分子量聚乙 烯纤维；
(3)将萃取完成的超高分子量聚乙烯纤维进行热拉伸；
(4)利用收丝装置对经过热拉伸的超高分子量聚乙烯纤维进行收集，卷绕 成型，形成最终产品。
其中步骤(1)中物料包括PE粉及白油。
其中步骤(1)中再200℃下纺丝成为初生态的超高分子量聚乙烯纤维。
其中步骤(2)中采用的萃取剂为二氯甲烷，萃取槽生产线接近100米。
其中步骤(2)中萃取步骤采用冷牵工艺，冷牵设备采用七辊冷牵设备。
步骤(3)中进行三级热拉伸，温度在100-200℃之间，其中每一级温度根 据拉伸纤维需求不同而改变拉伸温度。
按照上述步骤所得的聚乙烯纤维，强力均值达到39cN/dtex以上，模量均 值达到1500cN/dtex以上。
术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得 包括一系列要素的过程、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没 有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、物品或者设备/装置所固有的要 素。
至此，已经结合优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技 术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在 不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同 的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之 内。
Claims (6)
1.一种强力大于39cN/dtex超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于：所述制备方法如下：
(1)按照设定好的物料混合、搅拌均匀，将混合好的配料送入双螺杆挤出机中，通过双螺杆挤出机的混合，使物料达到熔融状态，通过熔体过滤器与喷丝板后形成初生态的超高分子量聚乙烯纤维；
(2)初生态的超高分子量聚乙烯纤维进入萃取槽，在萃取槽内利用萃取剂将纤维表面的白油置换出来，得到含有少量白油或不含白油的超高分子量聚乙烯纤维；
(3)将萃取完成的超高分子量聚乙烯纤维进行热拉伸；
(4)利用收丝装置对经过热拉伸的超高分子量聚乙烯纤维进行收集，卷绕成型，形成最终产品。
2.根据权利要求1所述的一种强力大于39cN/dtex超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于：其中步骤(1)中物料包括PE粉及白油。
3.根据权利要求1所述的一种强力大于39cN/dtex超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于：其中步骤(1)中再200℃下纺丝成为初生态的超高分子量聚乙烯纤维。
4.根据权利要求1所述的一种强力大于39cN/dtex超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于：其中步骤(2)中采用的萃取剂为二氯甲烷，萃取槽生产线接近100米。
5.根据权利要求1所述的一种强力大于39cN/dtex超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于：其中步骤(2)中萃取步骤采用冷牵工艺，冷牵设备采用七辊冷牵设备。
6.根据权利要求1所述的一种强力大于39cN/dtex超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于：步骤(3)中进行三级热拉伸，温度在100-200℃之间，其中每一级温度根据拉伸纤维需求不同而改变拉伸温度。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114892346A (zh) * | 2022-06-20 | 2022-08-12 | 山东莱威新材料有限公司 | 一种强力大于39cN/dtex超高分子量聚乙烯纤维UD布的制备方法 |
| CN114990915A (zh) * | 2022-07-01 | 2022-09-02 | 山东莱威新材料有限公司 | 一种强力大于39cN/dtex超高分子量聚乙烯纤维绳索的制备方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101012577A (zh) * | 2007-02-09 | 2007-08-08 | 北京特斯顿新材料技术发展有限公司 | 超高分子量聚乙烯纤维制备过程中的萃取和干燥方法 |
| CN103255489A (zh) * | 2013-06-01 | 2013-08-21 | 山东爱地高分子材料有限公司 | 一种超高模量聚乙烯纤维的连续在线生产方法 |
| CN110184664A (zh) * | 2019-05-24 | 2019-08-30 | 深圳大学 | 一种超高分子量聚乙烯纤维及其制备方法 |
| CN111235668A (zh) * | 2020-04-07 | 2020-06-05 | 江苏领誉纤维科技有限公司 | 一种超高分子量聚乙烯纤维的制作方法及纤维 |
| CN112111802A (zh) * | 2019-06-20 | 2020-12-22 | 北京鼎中新材料技术研究院有限公司 | 一种超高强度超高分子量聚乙烯纤维及其制造方法 |
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2021
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101012577A (zh) * | 2007-02-09 | 2007-08-08 | 北京特斯顿新材料技术发展有限公司 | 超高分子量聚乙烯纤维制备过程中的萃取和干燥方法 |
| CN103255489A (zh) * | 2013-06-01 | 2013-08-21 | 山东爱地高分子材料有限公司 | 一种超高模量聚乙烯纤维的连续在线生产方法 |
| CN110184664A (zh) * | 2019-05-24 | 2019-08-30 | 深圳大学 | 一种超高分子量聚乙烯纤维及其制备方法 |
| CN112111802A (zh) * | 2019-06-20 | 2020-12-22 | 北京鼎中新材料技术研究院有限公司 | 一种超高强度超高分子量聚乙烯纤维及其制造方法 |
| CN111235668A (zh) * | 2020-04-07 | 2020-06-05 | 江苏领誉纤维科技有限公司 | 一种超高分子量聚乙烯纤维的制作方法及纤维 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114892346A (zh) * | 2022-06-20 | 2022-08-12 | 山东莱威新材料有限公司 | 一种强力大于39cN/dtex超高分子量聚乙烯纤维UD布的制备方法 |
| CN114990915A (zh) * | 2022-07-01 | 2022-09-02 | 山东莱威新材料有限公司 | 一种强力大于39cN/dtex超高分子量聚乙烯纤维绳索的制备方法 |
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