CN107099879A - 一种高耐磨聚乙烯渔网的制作方法 - Google Patents

一种高耐磨聚乙烯渔网的制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于渔具材料制造技术领域，具体涉及一种高耐磨聚乙烯渔网的制作方法，包括助剂制造、配料、造粒、拉丝、定型几个步骤。本发明相比现有技术具有以下优点：本发明中通过助剂的添加以及各步骤条件的合理控制，使所得渔网丝内部的无定形部分发生了明显的去向，试样内部形成串晶和纤维结构，结晶度达到65.84%，高于聚乙烯单丝的结晶度63.5%；由于水冷却等条件改变，导致渔网制造成本升高了1200元/吨左右，但克服了聚乙烯单丝材料在摩擦热作用下导致的软化和粘着疲劳，使其具有抗摩擦热性能和良好的耐磨稳定性，在干摩擦或水润滑条件下单丝具有较好强度保持率，提高了渔网线的使用性能。

Description

一种高耐磨聚乙烯渔网的制作方法
技术领域
本发明属于渔具材料制造技术领域，具体涉及一种高耐磨聚乙烯渔网的制作方法。
背景技术
聚乙烯渔网在使用过程中，因与石头、水泥、钢铁、塑料等金属和非金属材料的剧烈摩擦而损坏，网具的报废和破坏主要来自于磨损，故使用寿命主要取决于网具的耐磨性能，现有的聚乙烯渔网主要通过在渔网线捻制时加大其捻度的方法提高耐磨性，将捻度加大30%时，能提高渔网的耐磨性15-20%左右，高粘度聚乙烯纤维渔网内捻和外捻度加大的缺陷是使渔网断裂强度损失20-30%，损失程度随捻度的增加而成正比关系的增加，而且增大了渔网线直径密度和渔网重量，不但增加了制造成本，还使网片重量增加了30%左右，从而大幅度提高了网具的使用成本，由于高粘度渔网的伸长百分率大，网具易受力不均而易变形或破裂，使用和捕捞效果较差，使用局限性大，由此带来的拖船阻力等资源浪费，间接影响渔具的使用成本。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种高耐磨聚乙烯渔网的制作方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种高耐磨聚乙烯渔网的制作方法，包括以下内容：
（1）助剂制造：在反应瓶中依次加入苹果酸、丙醇、浓硫酸，其摩尔比为4:11:3，在温度为120-135℃、搅拌条件下，回流反应6小时，冷却至室温后用1倍体积的蒸馏水洗涤，静置分液，取下层用饱和碳酸氢钠溶液多次洗涤至酸度为中性，再用少量去离子水洗涤，静置分液取下层过滤、分液，得到中间液；然后将中间液与脂肪胺按摩尔比1:3混合，在85-120℃的条件下搅拌回流反应10小时，旋蒸除去反应生成的丙醇和残余的反应物，剩余物质溶于甲基异丁酮中，依次用饱和碳酸氢钠和去离子水洗涤至中性，分出的有机相用少量无水硫酸钠干燥、过滤，蒸馏除去甲基异丁酮，真空干燥，得到助剂；
（2）配料：按重量份计，准备超高分子量聚乙烯68-75份、聚四氟乙烯8-14份、中钢高性能空心玻璃微珠4-7份、助剂4-6份、苯甲酸0.8-1.6份；
（3）造粒：将步骤（2）中原料混合后，在温度为135-145℃的容器中混合20分钟，然后用造粒机加热到220-240℃造粒；
（4）拉丝：通过挤出机拉丝成单股渔网丝，所得细丝经一段气隙后进入水温为4-8℃的水箱中冷却，气隙牵伸倍数为5.5-6倍；
（5）定型：对上述细丝在温度80-85℃定型，然后在收卷机上已160cNs的收卷张力、160m/s的卷曲速度收卷。
作为对上述方案的进一步改进，所述挤出机挤出温度为：机头温度255-265℃，计量泵温度275-280℃、过滤段温度为285-290℃，挤出机计量段温度为295-300℃，压缩段温度为220-240℃，输送段温度为115-120℃；所述挤出机压力为115-125℃。
作为对上述方案的进一步改进，所述渔网丝的直径为0.3-4mm。
作为对上述方案的进一步改进，所述渔网丝的捻度为180-220捻/米。
本发明相比现有技术具有以下优点：本发明中通过助剂的添加以及各步骤条件的合理控制，使所得渔网丝内部的无定形部分发生了明显的去向，试样内部形成串晶和纤维结构，结晶度达到65.84%，高于聚乙烯单丝的结晶度63.5%；由于水冷却等条件改变，导致渔网制造成本升高了1200元/吨左右，但克服了聚乙烯单丝材料在摩擦热作用下导致的软化和粘着疲劳，使其具有抗摩擦热性能和良好的耐磨稳定性，在干摩擦或水润滑条件下单丝具有较好强度保持率，提高了渔网线的使用性能。
具体实施方式
实施例1
一种高耐磨聚乙烯渔网的制作方法，包括以下内容：
（1）助剂制造：在反应瓶中依次加入苹果酸、丙醇、浓硫酸，其摩尔比为4:11:3，在温度为120-135℃、搅拌条件下，回流反应6小时，冷却至室温后用1倍体积的蒸馏水洗涤，静置分液，取下层用饱和碳酸氢钠溶液多次洗涤至酸度为中性，再用少量去离子水洗涤，静置分液取下层过滤、分液，得到中间液；然后将中间液与脂肪胺按摩尔比1:3混合，在85-120℃的条件下搅拌回流反应10小时，旋蒸除去反应生成的丙醇和残余的反应物，剩余物质溶于甲基异丁酮中，依次用饱和碳酸氢钠和去离子水洗涤至中性，分出的有机相用少量无水硫酸钠干燥、过滤，蒸馏除去甲基异丁酮，真空干燥，得到助剂；
（2）配料：按重量份计，准备超高分子量聚乙烯68-75份、聚四氟乙烯8-14份、中钢高性能空心玻璃微珠4-7份、助剂4-6份、苯甲酸0.8-1.6份；
（3）造粒：将步骤（2）中原料混合后，在温度为135-145℃的容器中混合20分钟，然后用造粒机加热到220-240℃造粒；
（4）拉丝：通过挤出机拉丝成单股渔网丝，所得细丝经一段气隙后进入水温为4-8℃的水箱中冷却，气隙牵伸倍数为5.5-6倍；
（5）定型：对上述细丝在温度80-85℃定型，然后在收卷机上已160cNs的收卷张力、160m/s的卷曲速度收卷。
其中，所述挤出机挤出温度为：机头温度255-265℃，计量泵温度275-280℃、过滤段温度为285-290℃，挤出机计量段温度为295-300℃，压缩段温度为220-240℃，输送段温度为115-120℃；所述挤出机压力为115-125℃。
本实施例中制备所得渔网丝与普通聚乙烯单丝进行性能比较，普通聚乙烯单丝作为对照组，实施例1作为实验组，强力试验机为英国产INSTRON-4466型强力试验机，结晶度、耐磨度和强度保持率按照1988-孙中之给出公式计算，其直径均为0.3mm，结果如下：
表1
通过表1中数据可以看出实验组相比对照组结晶度提高，综合强度有明显提高。
采用日本网线耐磨试验机进行检测，耐磨实验在干摩擦和水润滑两种条件进行，速度为30ind/min，耐磨实验前，磨损体（60#砂石）用相同型号的金相砂纸打磨，并用自来水清洗、干燥后使用，为使试样均匀伸直并压紧磨损体，分别施加一定的试样张力，对在不同条件下的渔网线耐磨度进行检测，具体测试结果如下表：
表2 干摩擦条件下耐磨度（ind/tex）
表3 水润滑条件下耐磨度（ind/tex）
通过表2和表3中数据可以看出实验组中在相同的条件下能够降低磨耗速度，相比对照组具有更好的抗摩擦热性能和良好的稳定性。
在上述每组在干摩擦后4/8/12分钟分别对其试样的强度和伸长率，进行检测，计算强度保持率和伸长率，得到如下结果：
表4 干摩擦后强度保持率（%）
表5 干摩擦后伸长率（%）
通过表4和表5中数据，可以看出实验组中强度保持率明显优于对照组，且伸长率保持相对稳定，说明对照组具有较好的耐磨性能。
在上述每组在水润滑条件下后4/8/12分钟分别对其试样的强度和伸长率，进行检测，计算强度保持率和伸长率，得到如下结果：
表6 水润滑后强度保持率（%）
表7 水润滑后伸长率（%）
通过表6和表7中数据可以看出实验组中强度保持率明显优于对照组，且伸长率保持相对稳定，说明对照组具有较好的耐磨性能，同时，水润滑后相比干摩擦后强度保持率更好。

Claims (4)

1.一种高耐磨聚乙烯渔网的制作方法，其特征在于，包括以下内容：
（1）助剂制造：在反应瓶中依次加入苹果酸、丙醇、浓硫酸，其摩尔比为4:11:3，在温度为120-135℃、搅拌条件下，回流反应6小时，冷却至室温后用1倍体积的蒸馏水洗涤，静置分液，取下层用饱和碳酸氢钠溶液多次洗涤至酸度为中性，再用少量去离子水洗涤，静置分液取下层过滤、分液，得到中间液；然后将中间液与脂肪胺按摩尔比1:3混合，在85-120℃的条件下搅拌回流反应10小时，旋蒸除去反应生成的丙醇和残余的反应物，剩余物质溶于甲基异丁酮中，依次用饱和碳酸氢钠和去离子水洗涤至中性，分出的有机相用少量无水硫酸钠干燥、过滤，蒸馏除去甲基异丁酮，真空干燥，得到助剂；
（2）配料：按重量份计，准备超高分子量聚乙烯68-75份、聚四氟乙烯8-14份、中钢高性能空心玻璃微珠4-7份、助剂4-6份、苯甲酸0.8-1.6份；
（3）造粒：将步骤（2）中原料混合后，在温度为135-145℃的容器中混合20分钟，然后用造粒机加热到220-240℃造粒；
（4）拉丝：通过挤出机拉丝成单股渔网丝，所得细丝经一段气隙后进入水温为4-8℃的水箱中冷却，气隙牵伸倍数为5.5-6倍；
（5）定型：对上述细丝在温度80-85℃定型，然后在收卷机上已160cNs的收卷张力、160m/s的卷曲速度收卷。
2.如权利要求1所述一种高耐磨聚乙烯渔网的制作方法，其特征在于，所述挤出机挤出温度为：机头温度255-265℃，计量泵温度275-280℃、过滤段温度为285-290℃，挤出机计量段温度为295-300℃，压缩段温度为220-240℃，输送段温度为115-120℃；所述挤出机压力为115-125℃。
3.如权利要求1所述一种高耐磨聚乙烯渔网的制作方法，其特征在于，所述渔网丝的直径为0.3-4mm。
4.如权利要求1所述一种高耐磨聚乙烯渔网的制作方法，其特征在于，所述渔网丝的捻度为180-220捻/米。
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