CN107641848A - 一种高性能聚乙烯渔网的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于聚乙烯渔网角钢技术领域，具体涉及一种高性能聚乙烯渔网的加工方法，包括以下内容：取超高分子量聚乙烯粉末、烯丙基线型酚醛/BMI共聚树脂、钛酸铅纳米粉粒、活性纳米二氧化硅、超细氯化钠粉末混合，加热熔融，熔体过滤器、计量泵、纺丝组件、喷丝板，成型，拉伸，收卷、织网、后处理；所述拉伸过程在气密性装置中进行，拉伸介质为绝对压力为3.5‑4.5kg/cm²的加压饱和水蒸气。本发明相比现有技术具有以下优点：本发明中通过对渔网材料进行科学配比，并在高压、高温条件下进行拉伸，所得聚乙烯纤维的结节强度和断裂强度显著提高，具有良好的韧性的同时熔点也有一定上升适于推广使用。
Description
技术领域
本发明属于聚乙烯渔网角钢技术领域，具体涉及一种高性能聚乙烯渔网的加工方法。
背景技术
海洋渔业是现代农业和海洋经济的重要组成部分，渔具材料是海洋渔业的重要支撑，渔用纤维则是渔具材料的主体，全球范围内，渔用纤维材料已经完成了天然纤维到人工合成纤维的过渡，经过几十年的应用推广，目前应用于渔业的合成纤维品种有高密度聚乙烯纤维HDPE、尼龙PA、聚丙烯纤维PP、聚酯纤维PET、聚氯乙烯纤维PVC、维尼纶PVA等，但是由于渔网对纤维材料的断裂强度和打结强度均有较高要求，因此市场上绝大多数渔网使用的是HDPE纤维和PA纤维，聚丙烯纤维则常用作绳索，随着我国现代化农业和海洋业的发展，对渔具的综合渔用性能提出了更高的要求，现有普通纤维的综合渔网性能已不能满足渔业作业及节能减排的特殊要求，随着研究的不断升入，我国渔业科技工作者在渔用纤维材料改性研究方面做出了一些成就，开发出多种高性能纤维，优异的力学性能对渔具或网箱的渔用效果、节能降耗及抗风浪性有着显著提高，但制作成本也相应提高，导致高性能纤维在我国渔业领域内不能推广应用；在渔网制作过程汇总需要将纤维打结，所以渔用纤维的断裂强度和结节强度是制约渔网具在渔业作业时捕获效率和渔用性能的关键因素，因此，如何在保证成本的前提下制备高强度高韧性渔用聚乙烯纤维是需要继续研究解决的问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种高性能聚乙烯渔网的加工方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种高性能聚乙烯渔网的加工方法，包括以下内容：按重量计，取超高分子量聚乙烯粉末100份、烯丙基线型酚醛/BMI共聚树脂15-18份、钛酸铅纳米粉粒1.8-2.5份、活性纳米二氧化硅2.2-3.5份、超细氯化钠粉末0.2-0.5份混合，加热熔融，熔体过滤器、计量泵、纺丝组件、喷丝板，成型，拉伸，收卷、织网、后处理；所述拉伸过程在气密性装置中进行，拉伸介质为绝对压力为3.5-4.5kg/cm²的加压饱和水蒸气，拉伸倍数为8.2-9.4，拉伸温度为70-85℃。
作为对上述方案的进一步改进，所述超高分子量聚乙烯粉末的分子量为200-400万，所述烯丙基线型酚醛/BMI共聚树脂拉升模量为22.4GPa，所述活性纳米二氧化硅的型号为HL150。
作为对上述方案的进一步改进，所述超细氯化钠粉末以氯化钠颗粒为原料，依次经气流粉碎机和砂磨机对其进行粉碎，粉碎所得粒径范围为425-750nm。
作为对上述方案的进一步改进，所述加热熔融的温度为160-195℃，其中进料区温度为160℃、熔融区温度为175-180℃，压缩区温度为180-185℃、计量区温度为190-195℃。
作为对上述方案的进一步改进，所述纺丝温度为165-170℃，纺丝速度为32.5-42.5m/min。
作为对上述方案的进一步改进，所述拉伸过程在气密性装置中进行，拉伸介质为绝对压力为4.15kg/cm²的加压饱和水蒸气，拉伸倍数为9.28，拉伸温度为74.6℃。
作为对上述方案的进一步改进，所述渔网网目大小为20-80mm。
作为对上述方案的进一步改进，所述后处理为在75-80℃的水蒸气中，预加750-850N张力进行处理。
本发明相比现有技术具有以下优点：本发明中通过对渔网材料进行科学配比，并在高压、高温条件下进行拉伸，使纤维内聚合物大分子链在短时间内重新排列，具有较强的规整度，所得聚乙烯纤维的结节强度5.2cN/dtex以上，断裂强度达到7.65cN/dtex以上，其结晶度达到62.5-67.4%，具有良好的韧性的同时熔点也有一定上升，在一定程度上简化了操作过程，但原料和工艺的改变使渔网相比聚乙烯材料按常规方法制备成本增加了14%左右，由于其力学性能相比聚乙烯渔网有了显著提升，相比现有高性能纤维成本相对较低，适于推广使用。
具体实施方式
实施例1
一种高性能聚乙烯渔网的加工方法，包括以下内容：按重量计，取超高分子量聚乙烯粉末100份、烯丙基线型酚醛/BMI共聚树脂16份、钛酸铅纳米粉粒2.2份、活性纳米二氧化硅2.8份、超细氯化钠粉末0.4份混合；
加热熔融，熔体过滤器、计量泵、纺丝组件、喷丝板，成型，拉伸，收卷、织网、后处理；
所述加热熔融的温度为172℃，其中进料区温度为160℃、熔融区温度为178℃，压缩区温度为182℃、计量区温度为192℃；
所述纺丝温度为168℃，纺丝速度为37.5m/min；
所述拉伸过程在气密性装置中进行，拉伸介质为绝对压力为4.15kg/cm²的加压饱和水蒸气，拉伸倍数为9.28，拉伸温度为74.6℃；
所述后处理为在78℃的水蒸气中，预加800N张力进行处理；
其中，所述超高分子量聚乙烯粉末的分子量为200-400万，所述烯丙基线型酚醛/BMI共聚树脂拉升模量为22.4GPa，所述活性纳米二氧化硅的型号为HL150；
其中，所述超细氯化钠粉末以氯化钠颗粒为原料，依次经气流粉碎机和砂磨机对其进行粉碎，粉碎所得粒径范围为425-750nm。
其中，所述渔网网目大小为40mm。
实施例2
一种高性能聚乙烯渔网的加工方法，包括以下内容：按重量计，取超高分子量聚乙烯粉末100份、烯丙基线型酚醛/BMI共聚树脂15份、钛酸铅纳米粉粒2.5份、活性纳米二氧化硅2.2份、超细氯化钠粉末0.2份混合；
加热熔融，熔体过滤器、计量泵、纺丝组件、喷丝板，成型，拉伸，收卷、织网、后处理；
所述加热熔融的温度为160℃，其中进料区温度为160℃、熔融区温度为180℃，压缩区温度为185℃、计量区温度为190℃；
所述纺丝温度为170℃，纺丝速度为32.5m/min；
所述拉伸过程在气密性装置中进行，拉伸介质为绝对压力为4.5kg/cm²的加压饱和水蒸气，拉伸倍数为9.4，拉伸温度为70℃；
所述后处理为在80℃的水蒸气中，预加750N张力进行处理；
其中，所述超高分子量聚乙烯粉末的分子量为200-400万，所述烯丙基线型酚醛/BMI共聚树脂拉升模量为22.4GPa，所述活性纳米二氧化硅的型号为HL150；
其中，所述超细氯化钠粉末以氯化钠颗粒为原料，依次经气流粉碎机和砂磨机对其进行粉碎，粉碎所得粒径范围为425-750nm。
实施例3
一种高性能聚乙烯渔网的加工方法，包括以下内容：按重量计，取超高分子量聚乙烯粉末100份、烯丙基线型酚醛/BMI共聚树脂18份、钛酸铅纳米粉粒1.8份、活性纳米二氧化硅3.5份、超细氯化钠粉末0.5份混合；
加热熔融，熔体过滤器、计量泵、纺丝组件、喷丝板，成型，拉伸，收卷、织网、后处理；
所述加热熔融的温度为195℃，其中进料区温度为160℃、熔融区温度为175℃，压缩区温度为180℃、计量区温度为195℃；
所述纺丝温度为165℃，纺丝速度为42.5m/min；
所述拉伸过程在气密性装置中进行，拉伸介质为绝对压力为3.5kg/cm²的加压饱和水蒸气，拉伸倍数为8.2，拉伸温度为85℃；
所述后处理为在75℃的水蒸气中，预加850N张力进行处理；
其中，所述超高分子量聚乙烯粉末的分子量为200-400万，所述烯丙基线型酚醛/BMI共聚树脂拉升模量为22.4GPa，所述活性纳米二氧化硅的型号为HL150；
其中，所述超细氯化钠粉末以氯化钠颗粒为原料，依次经气流粉碎机和砂磨机对其进行粉碎，粉碎所得粒径范围为425-750nm。
设置对照组1，将实施例1中拉伸介质替换为沸水浴，为二级拉伸，一级拉伸倍数为8.17，二级拉伸的倍数为1.25，其余内容不变；设置对照组2，将实施例1中烯丙基线型酚醛/BMI共聚树脂去掉，其余内容不变；设置对照组3，将实施例1中钛酸铅纳米粉粒去掉，其余内容不变；设置对照组4，将实施例1中超细氯化钠粉末去掉，其余内容不变；各组渔网渔网丝的直径为0.6mm，对各组所制备的聚乙烯纤维力学性能进行检测，力学性能由德国INSTRON公司的INSTRON4466型强力试验机，夹距750mm，测试条件为200mm/min，重复10次，取平均值，得到以下结果：
表1
| 组别 | 断裂强度（cN/dtex） | 结节强度（cN/dtex） | 结晶度Xc（%） | 熔点Tm（℃） |
| 实施例1 | 7.72 | 5.29 | 65.7 | 126.8 |
| 实施例2 | 7.67 | 5.27 | 66.2 | 127.4 |
| 实施例3 | 7.68 | 5.27 | 65.3 | 127.2 |
| 对照组1 | 7.45 | 5.24 | 67.3 | 127.6 |
| 对照组2 | 7.32 | 5.16 | 63.2 | 125.4 |
| 对照组3 | 7.36 | 5.08 | 64.5 | 126.5 |
| 对照组4 | 7.51 | 5.12 | 63.7 | 125.9 |
通过表1中数据可以看出，本发明中方法制备所得聚乙烯复合纤维相比现有技术中综合性能明显提高，其制造成本相比聚乙烯纤维高出14%左右，但其生产过程简化，综合性能较好，，能被广泛应用。
Claims (8)
1.一种高性能聚乙烯渔网的加工方法，其特征在于，包括以下内容：按重量计，取超高分子量聚乙烯粉末100份、烯丙基线型酚醛/BMI共聚树脂15-18份、钛酸铅纳米粉粒1.8-2.5份、活性纳米二氧化硅2.2-3.5份、超细氯化钠粉末0.2-0.5份混合，加热熔融，熔体过滤器、计量泵、纺丝组件、喷丝板，成型，拉伸，收卷、织网、后处理；所述拉伸过程在气密性装置中进行，拉伸介质为绝对压力为3.5-4.5kg/cm²的加压饱和水蒸气，拉伸倍数为8.2-9.4，拉伸温度为70-85℃。
2.如权利要求1所述一种高性能聚乙烯渔网的加工方法，其特征在于，所述超高分子量聚乙烯粉末的分子量为200-400万，所述烯丙基线型酚醛/BMI共聚树脂拉升模量为22.4GPa，所述活性纳米二氧化硅的型号为HL150。
3.如权利要求1所述一种高性能聚乙烯渔网的加工方法，其特征在于，所述超细氯化钠粉末以氯化钠颗粒为原料，依次经气流粉碎机和砂磨机对其进行粉碎，粉碎所得粒径范围为425-750nm。
4.如权利要求1所述一种高性能聚乙烯渔网的加工方法，其特征在于，所述加热熔融的温度为160-195℃，其中进料区温度为160℃、熔融区温度为175-180℃，压缩区温度为180-185℃、计量区温度为190-195℃。
5.如权利要求1所述一种高性能聚乙烯渔网的加工方法，其特征在于，所述纺丝温度为165-170℃，纺丝速度为32.5-42.5m/min。
6.如权利要求1所述一种高性能聚乙烯渔网的加工方法，其特征在于，所述拉伸过程在气密性装置中进行，拉伸介质为绝对压力为4.15kg/cm²的加压饱和水蒸气，拉伸倍数为9.28，拉伸温度为74.6℃。
7.如权利要求1所述一种高性能聚乙烯渔网的加工方法，其特征在于，所述渔网网目大小为20-80mm。
8.如权利要求1所述一种高性能聚乙烯渔网的加工方法，其特征在于，所述后处理为在75-80℃的水蒸气中，预加750-850N张力进行处理。
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