CN104862800A - 超高分子量聚乙烯熔融纺丝的制备方法与装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了超高分子量聚乙烯熔融纺丝的制备方法与装置，在传统挤出机的基础上，对其结构进行改进，套筒的端部延伸出熔融区以及密实区，原料经挤出、熔融、挤出成丝线，经固化、再加热并拉伸制成成品丝线，整体结构、工艺简单，挤出机在连续工作状态下，套筒为真空段，熔融区的温度为350度，能有效保证聚乙烯的熔融效果，不发生降解。
Description
技术领域
本发明涉及熔融纺丝，具体涉及超高分子量聚乙烯熔融纺丝的制备方法与装置。
背景技术
目前，针对超高分子量聚乙烯的熔融成丝技术，采用的熔融工艺所制得的丝线，在熔融过程中，因超高分子量聚乙烯的熔点低，温度高时易发生降解，温度低时分子达不到完全重新排布，不能保证分子的均匀排布，造成丝线粗细不均。
发明内容
本发明提供了超高分子量聚乙烯熔融纺丝的制备方法与装置，以解决上述问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：超高分子量聚乙烯熔融纺丝的制备方法，包括以下步骤：
（1）原料挤出处理：原料在高温挤出设备内经熔融处理后挤出成丝线。
（2）丝线固化处理：丝线经固化设备作固化处理。
（3）丝线拉伸处理：经步骤（2）处理后的丝线经拉伸设备作拉伸处理制得成品丝线，拉伸倍数不小于9倍。
（4）将成品丝线进行卷绕的工序。
还包括将步骤（3）的成品丝线经冷却设备作冷却定型处理的工序。
一种超高分子量聚乙烯熔融纺丝的制备装置，包括高温挤出设备、固化设备、拉伸设备、卷绕设备，高温挤出设备包括挤出机，挤出机包括管套式机头，管套式机头包括套筒、螺杆，螺杆设于套筒内，套筒的内壁设有若干个膛线，套筒的端部延伸有熔融区、密实区，密实区的端部设有若干个出丝孔。
所述密实区为折弯管，折弯管的下端直径小于折弯管的上端直径，折弯管的下端设有若干个出丝孔。
所述熔融区的温度为300-360度。
所述固化设备为温水箱，温水箱内水温为30-60度。
所述拉伸设备包括一次牵引轮、热处理装置、二次牵引轮，一次牵引轮置于温水箱内。
所述热处理装置为热水箱，热水箱内水温为90-100度。
所述热处理装置为烘箱，烘箱内温度为140-160度。
还包括冷却设备，冷却设备为水箱。
本发明的有益效果是：本发明提供的超高分子量聚乙烯熔融纺丝的制备方法与装置，在传统挤出机的基础上，对其结构进行改良，套筒的端部延伸出熔融区以及密实区，原料经挤出、熔融、挤出成丝线，经固化、再加热并拉伸制成成品丝线，整体结构、工艺简单，挤出机在连续工作状态下，套筒为真空段，熔融区的温度为350度，能有效保证聚乙烯的熔融效果，不发生降解。
附图说明
图1是实施例一的结构示意图；
图2是实施例二的结构示意图。
图中：1、套筒，2、膛线，3、螺杆，4、熔融区，5、密实区，6、温水箱，7、一次牵引轮，8、热水箱，9、二次牵引轮，10、烘箱，11、水箱。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。
实施例一：
如图1所示，超高分子量聚乙烯熔融纺丝的制备方法和装置，
（1）原料挤出处理：原料经管套式机头挤出至熔融区，该管套式机头内为真空，管套式机头包括套筒以及设于套筒内的螺杆，套筒内壁设有若干个膛线，套筒的端部延伸有熔融区、密实区，套筒内为真空，熔融区的温度为350度，在后续原料的连续挤压下，熔融处理后的原料经密实区的下端的出丝孔挤出成丝线，该密实区为折弯管且其半径呈线性变小至下端；
（2）丝线固化处理：丝线经温水箱作固化处理，温水箱内水温为50度。
（3）丝线拉伸处理：经步骤（2）处理后的丝线经拉伸设备作拉伸处理制得成品丝线，拉伸设备包括一次牵引轮、热处理装置、二次牵引轮，一次牵引轮置于温水箱内且该一次牵引轮至少有部分浸入温水箱里的温水内，热处理装置为热水箱，热水箱内的水温为90度，调整二次牵引轮与一次牵引轮的转速，使二次牵引轮的转速与一次牵引轮的转速的比值不小于9，拉伸后制得的成品丝线，其拉伸倍数不小于9倍。
（4）将成品丝线在卷绕设备上进行卷绕。
实施例二：
如图2所示，超高分子量聚乙烯熔融纺丝的制备方法和装置，
（1）原料挤出处理：原料经管套式机头挤出至熔融区，管套式机头包括套筒以及设于套筒内的螺杆，套筒内壁设有若干个膛线，套筒的端部延伸有熔融区、密实区，套筒内为真空，熔融区的温度为360度，在后续原料的连续挤压下，熔融处理后的原料经密实区的下端的出丝孔挤出成丝线，该密实区为折弯管且其半径呈线性变小至下端。
（2）丝线固化处理：丝线经温水箱作固化处理，温水箱内水温为50度。
（3）丝线拉伸处理：经步骤（2）处理后的丝线经拉伸设备作拉伸处理制得成品丝线，拉伸设备包括一次牵引轮、热处理装置、二次牵引轮，一次牵引轮置于温水箱内且该一次牵引轮浸入温水箱里的温水内，热处理装置为烘箱，烘箱内的温度为140度，调整二次牵引轮与一次牵引轮的转速比，拉伸后制得的成品丝线，其拉伸倍数可达15倍。
（4）冷却定型：将成品丝线经水箱冷却定型处理。
（5）将成品丝线在卷绕设备上进行卷绕。
为进一步提高拉伸倍数，可增加多个烘箱对丝线进行再加热处理，从而获得更高倍率的成品丝线。
对于本领域的技术人员来说，依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.超高分子量聚乙烯熔融纺丝的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）原料挤出处理：原料在高温挤出设备内经熔融处理后挤出成丝线；
（2）丝线固化处理：丝线经固化设备作固化处理；
（3）丝线拉伸处理：经步骤（2）处理后的丝线经拉伸设备作拉伸处理制得成品丝线，拉伸倍数不小于9倍；
（4）将成品丝线进行卷绕的工序。
2.如权利要求1所述的超高分子量聚乙烯熔融纺丝的制备方法，其特征在于，还包括将步骤（3）的成品丝线经冷却设备作冷却定型处理的工序。
3.超高分子量聚乙烯熔融纺丝的制备装置，包括高温挤出设备、固化设备、拉伸设备、卷绕设备，高温挤出设备包括挤出机，挤出机包括管套式机头，管套式机头包括套筒、螺杆，螺杆设于套筒内，其特征在于，套筒的内壁设有若干个膛线，套筒的端部延伸有熔融区、密实区，密实区的端部设有若干个出丝孔。
4.如权利要求3所述的超高分子量聚乙烯熔融纺丝的制备装置，其特征在于，所述密实区为折弯管，折弯管的下端直径小于折弯管的上端直径，折弯管的下端设有若干个出丝孔。
5.如权利要求3所述的超高分子量聚乙烯熔融纺丝的制备装置，其特征在于，熔融区的温度为300-360度。
6.如权利要求3所述的超高分子量聚乙烯熔融纺丝的制备装置，其特征在于，所述固化设备为温水箱，温水箱内水温为30-60度。
7.如权利要求3所述的超高分子量聚乙烯熔融纺丝的制备装置，其特征在于，所述拉伸设备包括一次牵引轮、热处理装置、二次牵引轮，一次牵引轮置于温水箱内。
8.如权利要求7所述的超高分子量聚乙烯熔融纺丝的制备装置，其特征在于，所述热处理装置为热水箱，热水箱内水温为90-100度。
9.如权利要求7所述的超高分子量聚乙烯熔融纺丝的制备装置，其特征在于，所述热处理装置为烘箱，烘箱内温度为140-160度。
10.如权利要求3所述的超高分子量聚乙烯熔融纺丝的制备装置，其特征在于，还包括冷却设备，冷却设备为水箱。
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